'주요 해충:' NCSU 연구원은 '모든 것에 존재하는' 버그의 유전적 청사진을 밝히는 데 도움을 줍니다.
게시 날짜:롤리 - 핀머리보다 별로 크지 않은 침입성 곤충인 총채벌레는 전 세계 농업에 막대한 피해를 입히며 매년 광범위한 식품, 섬유 및 관상용 작물에 수십억 달러 상당의 피해를 입힙니다. 이제 과학자들은 해충을 더 잘 이해하고 이를 통제하는 방법을 찾는 데 도움이 되는 완전한 유전적 청사진을 갖게 되었습니다.
이번 연구는 농업과학과 곤충과학의 중요한 격차를 해소합니다. 이 연구는 줄무늬 날개를 가진 7,000종 이상의 작은 곤충이 포함된 총채벌레목(Thysanoptera)의 구성원에 대한 최초의 게놈 서열 및 분석을 강조합니다. 연구에 관한 저널 기사 에서 오픈 액세스로 출판되었습니다. BMC 생물학 10월 19일
도리스 로텐버그노스캐롤라이나주 곤충학 및 식물병리학과 부교수인 는 논문의 주요 저자입니다. 5개 대륙의 대학 및 연구 기관에서 온 56명의 다른 연구자들이 기여했습니다.
Rotenberg는 팀의 규모가 서양화총채벌레의 중요성을 반영한다고 말했습니다. 프랭클리니엘라 옥시덴탈리스, 수백 종류의 들판과 온실에서 재배된 작물을 먹는 것으로 알려져 있습니다.
"그들은 꽃, 과일나무, 가지과 작물 등 모든 것에 존재합니다."라고 Rotenberg는 말했습니다. "그들은 미국 남동부와 캘리포니아의 주요 해충이며 전 세계 어디에서나 많은 과일과 채소가 재배됩니다."
국제적인 문제, 국제적인 해결책
총채벌레 게놈 서열 분석 프로젝트는 i5k, 곤충, 갑각류, 거미 및 외골격, 분할된 몸체 및 관절이 있는 다리 쌍을 가진 기타 생물체 등 5,000종의 절지동물 종의 게놈을 서열화하고 분석하려는 야심 찬 국제적 노력입니다.
i5k 이니셔티브는 농업, 식품 안전, 의학 및 에너지 생산에 중요한 종에 초점을 맞추고 진화 생물학, 생태학 등에 대한 이해에 기여합니다.
Rotenberg와 그녀의 동료들은 총채벌레의 근친 교배 계통을 개발함으로써 서양 꽃 총채벌레 게놈 프로젝트를 시작했습니다. 그런 다음 베일러 의과대학의 인간 게놈 시퀀싱 센터에서 게놈의 서열을 분석하고 조립했으며 Rotenberg는 전 세계의 과학자를 모집하여 자동화된 DNA 주석을 수동으로 확인하고 유전자의 위치를 확인하고 해당 유전자가 수행하는 작업을 결정했습니다.
서양화총채벌레는 북미 서부가 원산지이지만 1970년대 이후 전 세계로 빠르게 퍼졌습니다. 이 곤충은 식물에 먹이를 주고 알을 낳을 뿐만 아니라 방제가 매우 어려운 토마토 반점 시들음 바이러스를 비롯한 바이러스로 식물을 감염시켜 식물에 피해를 줍니다.
토마토반점위조바이러스(TSWV)는 담배, 땅콩부터 팬지, 국화에 이르기까지 1,000종 이상의 식물 종을 감염시키는 것으로 알려져 있습니다. 실제로 TSWV의 숙주 범위는 식물 바이러스 중 가장 크며 지리적 범위도 마찬가지입니다.
게놈은 솔루션 속도를 높일 수 있습니다
최근 수십 년 동안 바이러스와 서양화 총채벌레가 농업에 미치는 피해를 억제하기 위한 많은 연구가 있었지만 Rotenberg는 게놈이 연구자들이 곤충의 거의 17,000개 유전자 중에서 분자 수준의 표적을 정확히 찾아내는 데 도움을 줌으로써 솔루션 개발을 가속화할 수 있다고 말했습니다.
게놈 조립 프로젝트 동안 과학자들은 곤충의 번성 능력과 관련된 유전자 세트를 식별했습니다. 구체적으로 그들은 곤충의 발달 및 번식 능력, 맛과 냄새를 통해 식물 숙주를 찾는 능력, 병원체로부터 자신을 보호하는 능력, 식물이 곤충을 퇴치하기 위해 생산하고 인간이 곤충을 죽이는 데 사용하는 화학 물질을 해독하는 능력과 관련된 유전자를 발견했습니다.
Rotenberg가 지적한 바와 같이, 서양화총채벌레는 번식이 빠르고 살충제에 대한 저항성이 있기 때문에 방제하기가 어렵습니다. 예를 들어 목화에서는 총채벌레가 서로 다른 작용 방식을 가진 6개 그룹 내에서 19가지 살충제에 대한 저항성을 진화시켰다는 증거가 있습니다.
“곤충학자와 재배자들은 이 사실을 잘 알고 있습니다. 총채벌레는 저항력을 매우 빠르게 키우는 것으로 악명 높습니다.”라고 Rotenberg는 말했습니다.
"따라서 다양한 유형의 화학 물질을 개발 및 사용하고 이 해충을 관리하기 위한 대체 제어 전략을 통합하는 것을 고려해야 합니다."
'빙산의 일각'
이미 서양 꽃 총채벌레 게놈의 이용 가능성이 영향을 미치고 있다고 Rotenberg는 말합니다. NC 주립 연구실에서 그녀는 게놈을 사용하여 서양화 총채벌레와 TSWV 사이에서 발생하는 분자 수준의 상호 작용을 더 잘 이해하려는 노력을 발전시키고 있습니다. 이는 질병 예방에 매우 중요할 수 있는 연구입니다.
"우리는 곤충이 전파하는 바이러스와 직접 상호 작용하는 분자를 찾고 싶습니다. 왜냐하면 우리가 그러한 분자를 안다면 바이러스가 관심 분자에 결합하는 것을 방해하여 어떤 식으로든 분자를 파괴할 수 있기 때문입니다." 그녀가 말했다.
“그리고 이것은 빙산의 일각에 불과합니다. 다른 사람들이 더 나은 새로운 기술이나 새로운 자원을 개발하기 시작하더라도 (게놈이) 사람들이 오랫동안 사용할 수 있는 자원이 되기를 바랍니다.”
(다) NCSU
원본 기사 출처: WRAL TechWire