"Suuri tuholainen:" NCSU:n tutkija auttaa selvittämään geneettisen suunnitelman viasta "joka on kaikessa"

Julkaisupäivä: lokakuu 21, 2020

RALEIGH – Länsi-kukkatripsi – invasiivinen hyönteinen, joka ei ole paljon neulanpäätä isompi – pureutuu valtavasti maataloudesta ympäri maailmaa ja kerää vuosittain miljardeja dollareita vahinkoa monenlaisille ravinto-, kuitu- ja koristekasveille. Tutkijoilla on nyt täydellinen geneettinen suunnitelma, joka auttaa heitä ymmärtämään tuholaisia paremmin ja löytämään tapoja torjua sitä.

Tutkimus täyttää merkittävän aukon maataloustieteessä ja hyönteistieteessä: se tuo esiin Thysanoptera-lajin ensimmäisen genomisekvenssin ja analyysin, joka sisältää yli 7 000 pienten hyönteisten lajia, joilla on hapsuiset siivet. Lehtiartikkeli tutkimuksesta julkaistiin avoimena vuonna BMC Biology 19. lokakuuta

Dorith Rotenberg, NC Staten entomologian ja kasvipatologian laitoksen apulaisprofessori, on paperin johtava kirjoittaja. Viisikymmentäkuusi muuta tutkijaa yliopistoista ja tutkimuslaitoksista viideltä mantereelta osallistui.

Rotenberg sanoi, että joukkueen koko heijastaa länsimaisten kukkatripsien merkitystä Frankliniella occidentalis, jonka tiedetään ruokkivan satoja pelto- ja kasvihuonekasveja.

"Ne ovat kaikessa - kukissa, hedelmäpuissa, solanaceous viljelykasveissa - voit nimetä sitä", Rotenberg sanoi. "Ne ovat suuri tuholainen Kaakkois-Yhdysvalloissa ja Kaliforniassa sekä kaikkialla maailmassa, missä kasvaa paljon hedelmiä ja vihanneksia."

KANSAINVÄLINEN ONGELMA, KANSAINVÄLINEN RATKAISU

Tripsin genomin sekvensointiprojekti on sidoksissa i5k, kunnianhimoinen kansainvälinen pyrkimys sekvensoida ja analysoida 5 000 niveljalkaisen lajin genomit – hyönteiset, äyriäiset, hämähäkit ja muut olennot, joilla on eksoskeletonit, segmentoidut kehot ja nivelletyt jalat.

i5k-aloite keskittyy maatalouden, elintarviketurvallisuuden, lääketieteen ja energiantuotannon kannalta tärkeisiin lajeihin ja edistää ymmärrystämme evoluutiobiologiasta, ekologiasta ja muusta.

Rotenberg ja hänen kollegansa aloittivat länsimaisen kukkaripsien genomiprojektin kehittämällä ripsien sisäsiittolinjan. Baylor College of Medicinen ihmisgenomin sekvensointikeskus sekvensoi sitten genomin ja kokosi sen, ja Rotenberg rekrytoi tutkijoita ympäri maailmaa tarkistamaan manuaalisesti automatisoidun DNA-merkinnän, varmistamaan geenien sijainnin ja määrittämään, mitä nämä geenit tekevät.

Länsimaiset kukkatripsit ovat kotoisin Länsi-Pohjois-Amerikasta, mutta 1970-luvulta lähtien ne ovat levinneet nopeasti kaikkialle maailmaan. Hyönteinen vahingoittaa kasveja paitsi ruokkimalla ja munimalla niitä, myös saastuttamalla kasveja viruksilla, mukaan lukien tuhoisan vaikeasti hallittava tomaatin täplikähtyvirus.

Tomaattilaikkuviruksen eli TSWV:n on tiedetty tartuttaneen yli 1 000 kasvilajia tupakasta ja maapähkinöistä orvokkiin ja krysanteemiin. Itse asiassa TSWV:n isäntäalue on yksi suurimmista kasvivirusten osalta, samoin kuin sen maantieteellinen levinneisyysalue.

GENOME VOI NOPEUTTA RATKAISIA

Vaikka viime vuosikymmeninä on tehty paljon tutkimusta viruksen ja länsimaisten kukkatripsien maataloudessa aiheuttamien verojen hillitsemiseksi, Rotenberg sanoi, että genomi voisi nopeuttaa ratkaisujen kehitystä auttamalla tutkijoita paikantamaan molekyylitason kohteita hyönteisen lähes 17 000 geenistä.

Genomin kokoamisprojektin aikana tutkijat tunnistivat geenisarjat, jotka liittyvät hyönteisten kykyyn kukoistaa. Erityisesti he löysivät geenejä, jotka liittyvät hyönteisen kykyyn kehittyä ja lisääntyä, löytää kasvien isäntiä maun ja hajun avulla, suojella itseään taudinaiheuttajilta ja poistaa myrkyllisiä kemikaaleja, joita kasvit tuottavat karkottaakseen hyönteisiä ja joita ihmiset käyttävät niiden tappamiseen.

Kuten Rotenberg totesi, länsimaisten kukkatripsien torjunta on vaikeaa, koska hyönteinen lisääntyy nopeasti ja tulee vastustuskykyiseksi hyönteismyrkkyille. Esimerkiksi puuvillassa on näyttöä siitä, että ripset ovat kehittäneet vastustuskykyä 19 hyönteismyrkkyä vastaan kuudessa ryhmässä eri vaikutustavoilla.

"Entomologit ja viljelijät tietävät tämän erittäin hyvin: Tripsit ovat tunnettuja siitä, että ne kehittävät vastustuskykyä hyvin nopeasti", Rotenberg sanoi.

"Ja siksi sinun on harkittava erityyppisten kemikaalien kehittämistä ja käyttöä sekä vaihtoehtoisten torjuntastrategioiden integrointia tämän tuholaisen hallintaan."

'JÄÄVUOREN HUIPPU'

Länsimaisen kukkatripsigenomin saatavuus vaikuttaa jo nyt, Rotenberg sanoo. NC State -laboratoriossa hän käyttää genomia edistääkseen pyrkimyksiään ymmärtää paremmin länsimaisten kukkatripsien ja TSWV:n välillä tapahtuvaa molekyylitason vuorovaikutusta – tutkimusta, joka voi olla elintärkeää sairauksien ehkäisemisessä.

"Haluamme löytää hyönteisestä ne molekyylit, jotka ovat suoraan vuorovaikutuksessa sen välittämän viruksen kanssa, koska jos tunnemme nuo molekyylit, voimme ehkä häiritä ne jollain tavalla häiritsemällä viruksen sitoutumista kiinnostavaan molekyyliin." hän sanoi.

"Ja tämä on vain jäävuoren huippu. Toivottavasti (genomi) on resurssi, jota ihmiset voivat käyttää pitkään, vaikka muut alkavat kehittää uusia teknologioita tai uusia resursseja, jotka ovat vielä parempia.

(C) NCSU

Alkuperäinen artikkelin lähde: WRAL TechWire