Alpha-globin variation does not predict avian malaria infection in the West Indian Bananaquit (Coereba flaveola)

Abstract  Infection by lineages of avian malaria parasites (Apicomplexa: Haemosporida) varies geographically, and some lineages exhibit disjunct distributions. These patterns might be related to differential resistance among host populations reflecting intrinsic characteristics of both the host and the pathogen. In hematophagous parasites in particular, the structure of host hemoglobin can influence parasite development and reproduction. Though variation in avian hemoglobin has been documented across altitudinal gradients, little is known about hemoglobin variation as it relates to infection by the parasites causing avian malaria. We sequenced the αA-globin subunit of the Bananaquit (Coereba flaveola), and related sequence variation to avian malaria infection frequency and parasite lineage identity. We found no association between αA-globin haplotype and infection by particular parasite lineages among all locations, nor any protective association between globin haplotype frequency and the proportion of individuals infected within populations. Phylogeographic structure and genetic variation at the αA-globin locus, including a highly variable intron, is largely concordant with the mitochondrial cytochrome b locus for these same populations, supporting this marker as an independent and variable target with potential application in biogeographic analyses.

Keywords  alpha-globin, avian malaria, Bananaquit, Coereba flaveola, West Indies

Resumen  La variación de la globina alfa no predice la infección por malaria aviar en Coereba flaveola • La infección por linajes de parásitos de la malaria aviar (Apicomplexa: Haemosporida) varía geográficamente y algunos linajes exhiben distribuciones discontinuas. Estos patrones podrían estar relacionados con la resistencia diferencial entre las poblaciones de huéspedes, y reflejan las características intrínsecas tanto del huésped como del patógeno. En los parásitos hematófagos, en particular, la estructura de la hemoglobina del huésped puede influir en el desarrollo y la reproducción del parásito. Aunque se ha documentado la variación de la hemoglobina aviar a través de gradientes altitudinales, se sabe poco sobre su variación en relación con la infección por los parásitos que causan la malaria aviar. Secuenciamos la subunidad de globina αA de Coereba flaveola y relacionamos la variación de la secuencia con la frecuencia de infección por malaria aviar y la identidad del linaje del parásito. No encontramos ninguna asociación entre el haplotipo de globina αA y la infección por determinados linajes de parásitos entre localidades; ni ninguna asociación protectora entre la frecuencia del haplotipo de globina y la proporción de individuos infectados dentro de las poblaciones. La estructura filogeográfica y la variación genética en el locus de la globina αA, que incluye un intrón muy variable, concuerdan en gran medida con el locus del citocromo b mitocondrial para estas mismas poblaciones; lo que respalda a este marcador como un objetivo independiente y variable con aplicación potencial en análisis biogeográficos.

Palabras clave  Caribe Insular, Coereba flaveola, globina alfa, malaria aviar

Résumé  La variation de l’alpha-globine ne permet pas de prédire l’infection par le paludisme aviaire chez le Sucrier à ventre jaune (Coereba flaveola) • L’infection par des lignées de parasites responsables du paludisme aviaire (Apicomplexa: Haemosporida) varie géographiquement, et certaines lignées présentent des répartitions disjointes. Ces schémas pourraient être liés à une résistance différentielle entre les populations d’hôtes reflétant des caractéristiques intrinsèques à la fois de l’hôte et du pathogène. Dans le cas particulier des parasites hématophages, la structure de l’hémoglobine de l’hôte peut influer sur le développe- ment et la reproduction du parasite. Bien que la variation de l’hémoglobine aviaire ait été documentée en fonction des gradients altitudinaux, peu de choses sont connues sur la variation de l’hémoglobine en relation avec l’infection par les parasites responsables du paludisme aviaire. Nous avons séquencé la sous-unité αA-globine du Sucrier à ventre jaune (Coereba flaveola), et nous avons mis en relation la variation de la séquence avec la fréquence d’infection du paludisme aviaire et l’identité de la lignée parasitaire. Nous n’avons trouvé aucune association entre l’haplotype αA-globine et l’infection par des lignées parasitaires particulières en fonction des sites, ni aucune association protectrice entre la fréquence de l’haplotype globine et la proportion d’individus infectés au sein des populations. La structure phylogéographique et la variation génétique au locus de l’αA-globine, y compris un intron hautement variable, est largement concordante avec le locus du cytochrome b mitochondrial pour ces mêmes populations, indiquant ce marqueur comme une cible indépendante et variable pouvant avoir une application potentielle dans les analyses biogéographiques.