Abstract Non-native lady beetle species have often been introduced, with variable success, into North America for biological control of aphids, scales, whiteflies, and other agricultural pests. Two predatory lady beetle species, Propylea quatuordecimpunctata and Hippodamia variegata , both originating from Eurasia, were first discovered near Montreal, Quebec, in North America in 1968 and 1984, respectively, and have since expanded into northeastern North America and the midwestern United States. In this study, we estimate the range-wide population structure, establishment and range-expansion, and recent evolutionary history of these species of non-native lady beetles using reduced representation genotyping-by-sequencing via ddRADseq. In addition, we quantified the responses to a key abiotic factor, photoperiod, that regulates adult reproductive diapause in these two species and may influence their latitudinal distribution and spread in North America. Our analyses detect (1) non-significant genetic differentiation and divergence among North American populations, (2) evidence of reduced contemporary gene flow within the continental US, (3) significant phenotypic differences in diapause induction despite genetic similarities across sampled populations.

A bstract The North American tiger salamander species complex, including its best-known species, the Mexican axolotl, has long been a source of biological fascination. The complex exhibits a wide range of variation in developmental life history strategies, including populations and individuals that undergo metamorphosis, those able to forego metamorphosis and retain a larval, aquatic lifestyle (i.e., paedomorphosis), and those that do both. This life history variation has been assumed to lead to reproductive isolation and speciation, but the degree to which it has shaped population- and species-level divergence is poorly understood. Using a large multi-locus dataset from hundreds of samples across North America, we identified genetic clusters across the geographic range of the tiger salamander complex. These clusters often contain a mixture of paedomorphic and metamorphic taxa, indicating that geographic isolation has played a larger role in lineage divergence than paedomorphosis in this system. This conclusion is bolstered by geography-informed analyses indicating no effect of life history strategy on population genetic differentiation and by model-based analyses demonstrating gene flow between adjacent metamorphic and paedomorphic populations. This fine-scale genetic perspective on life-history variation establishes a framework for understanding how plasticity, local adaptation, and gene flow contribute to lineage divergence. Many members of the tiger salamander complex are endangered, and the Mexican axolotl is an important model system in regenerative and biomedical research. Our results chart a course for more informed use of these taxa in experimental, ecological, and conservation research. S ignificance S tatement Population structure and speciation are shaped by a combination of biotic and abiotic factors. The tiger salamander complex has been considered to be a key group where life history variation has led to a rapid rate of speciation, driven in large part by the evolution of obligate paedomorphosis–a condition where adults maintain an aquatic, larval phenotype. Using a large multi-locus dataset, we present evidence of gene flow between taxa with different life history strategies, suggesting that obligate paedomorphosis is not a strong driver of speciation in the tiger salamander complex. Many of these nominal taxa are listed as critically endangered, and our genetic results provide information and guidance that will be useful for their conservation.

Summary Non-typhoidal Salmonella enterica cause an estimated 1 million cases of gastroenteritis annually in the United States. These serovars use secreted protein effectors to mimic and reprogram host cellular functions. We previously discovered that the secreted effector SarA ( Salmonella anti-inflammatory response activator; also known as SteE) was required for increased intracellular replication of S. Typhimurium and production of the anti-inflammatory cytokine interleukin-10 (IL-10). SarA facilitates phosphorylation of STAT3 through a region of homology with the host cytokine receptor gp130. Here, we demonstrate that a single amino acid difference between SarA and gp130 is critical for the anti-inflammatory bias of SarA-STAT3 signaling. An isoleucine at the pY+1 position of the YxxQ motif in SarA (which binds the SH2 domain in STAT3) causes increased STAT3 phosphorylation and expression of anti-inflammatory target genes. This isoleucine, completely conserved in ∼4000 Salmonella isolates, renders SarA a better substrate for tyrosine phosphorylation by GSK-3. GSK-3 is canonically a serine/threonine kinase that nonetheless undergoes tyrosine autophosphorylation at a motif that has an invariant isoleucine at the pY+1 position. Our results provide a molecular basis for how a Salmonella secreted effector achieves supraphysiological levels of STAT3 activation to control host genes during infection.

Abstract The convergent lady beetle, Hippodamia convergens , is used extensively in augmentative biological control of aphids, thrips, and whiteflies across its native range in North America, and was introduced into South America in the 1950s. Overwintering H. convergens populations from its native western range in the United States are commercially collected and released across its current range in the eastern U.S., with little knowledge of the effectiveness of augmentative biological control using H. convergens . Here we use a novel ddRADseq-based SNP/haplotype discovery approach to estimate its range-wide population diversity, differentiation, and recent evolutionary history. Our results indicate (1) significant population differentiation among eastern U.S., western U.S., and South American populations of H. convergens , with (2) little to no detectable recent admixture between them, despite repeated population augmentation, and (3) continued recent population size expansion across its range. These results contradict previous findings using microsatellite markers. In light of these new findings, the implications for the effectiveness of augmentative biological control using H. convergens are discussed. Additionally, because quantifying the non-target effects of augmentative biological control is a difficult problem in migratory beetles, our results could serve as a foundation cornerstone in improving and predicting the efficacy of future releases of H. convergens across its range.