Evaluating DNA extraction methods in bark beetles (Coleoptera: Curculionidae: Scolytinae): implications for COI amplification success

Abstract

Molecular tools are increasingly used in entomology for studies in taxonomy, genetics,ecology, and evolution. In this context, DNA extraction from individual insects is a crucial step, as yield and quality depend on the method employed. Achieving an optimal balance between both is challenging and requires consideration of several constraints when selecting an appropriate protocol. Bark beetles (Coleoptera: Curculionidae, Scolytinae) represent a diverse group of forest insects, many of which are invasive and potential pests, for which individual-level molecular analyses are essential. However, DNA extraction in these insects is hindered by their small body size and the presence of complex compounds in the exoskeleton and digestive tract. In this study, we compared DNA extraction performance in five species: Hylurgus ligniperda (Fabricius, 1787), Hylastes ater (Paykull, 1800), Orthotomicus erosus (Wollaston, 1857), Orthotomicus laricis (Fabricius, 1792), and Cyrtogenius luteus (Blandford, 1894), by evaluating two different protocols. Our results show that method performance largely depends on the species, resulting in variation in DNA quantity and quality. The traditional method was more effective for PCR in smaller species, whereas the commercial kit performed better in larger beetles. Overall, ourfindings indicate that no single method is universally optimal and that species-specific optimization is required.

Las herramientas moleculares se utilizan cada vez más en entomología para estudios de taxonomía, genética, ecología y evolución. En este contexto, la extracción de ADN de los individuos es un paso crucial, ya que el rendimiento y la calidad dependen del método empleado. Encontrar un equilibrio entre ambos resulta complejo y requiere considerar diversas limitaciones al seleccionar el protocolo. Los escarabajos de la corteza (Coleoptera: Curculionidae, Scolytinae) constituyen un grupo diverso de insectos forestales, algunos invasores y potenciales plagas, para los cuales los análisis moleculares resultan fundamentales. Sin embargo, su pequeño tamaño y la presencia de compuestos complejos en el exoesqueleto y tracto digestivo dificultan la extracción de ADN. En este estudio, comparamos el rendimiento de extracción de ADN en cinco especies: Hylurgus ligniperda (Fabricius, 1787), Hylastes ater (Paykull, 1800), Orthotomicus erosus (Wollaston, 1857), Orthotomicus laricis (Fabricius, 1792) y Cyrtogenius luteus (Blandford, 1894), evaluando dos protocolos. Los resultados muestran que la eficacia depende principalmente de la especie, reflejándose en variaciones en la cantidad y calidad del ADN. El método tradicional fue más eficaz en PCR para especies pequeñas, mientras que el kit comercial funcionó mejor en especies más grandes. En conjunto, nuestros resultados indican que no existe un método único óptimo, y que cada especie requiere optimización específica.