'Een grote plaag:' NCSU-onderzoeker helpt bij het ontrafelen van de genetische blauwdruk van een insect 'dat overal op zit'
Datum gepubliceerd:RALEIGH – De westelijke bloementrips – een invasief insect dat niet veel groter is dan een speldenknop – neemt een enorme hap uit de landbouw over de hele wereld en veroorzaakt jaarlijks miljarden dollars aan schade aan een breed scala aan voedsel-, vezel- en siergewassen. Wetenschappers hebben nu een volledige genetische blauwdruk om hen te helpen de plaag beter te begrijpen en manieren te vinden om deze onder controle te houden.
Het onderzoek vult een aanzienlijke leemte in de landbouwwetenschap en de insectenwetenschap: het belicht de eerste genoomsequentie en analyse voor een lid van Thysanoptera, een orde die meer dan 7.000 soorten kleine insecten met omzoomde vleugels bevat. Een tijdschriftartikel over het onderzoek werd open access gepubliceerd in BMC Biologie 19 oktober.
Dorith Rotenberg, universitair hoofddocent bij de afdeling Entomologie en Plantenpathologie van NC State, is hoofdauteur van het artikel. Zesenvijftig andere onderzoekers van universiteiten en onderzoeksinstellingen op vijf continenten hebben bijgedragen.
Rotenberg zei dat de omvang van het team het belang van de Californische trips weerspiegelt Frankliniella occidentalis, waarvan bekend is dat het zich voedt met honderden soorten veld- en kasgewassen.
“Ze zitten op alles – bloemen, fruitbomen, nachtschadegewassen – noem maar op,” zei Rotenberg. "Ze zijn een grote plaag in het zuidoosten van de VS en Californië, maar overal ter wereld groeien er veel groenten en fruit."
INTERNATIONAAL PROBLEEM, INTERNATIONALE OPLOSSING
Hierbij is aangesloten het project om het tripsgenoom te sequencen i5k, een ambitieuze internationale poging om de genomen van 5.000 soorten geleedpotigen te sequencen en analyseren: insecten, schaaldieren, spinnen en andere wezens met exoskeletten, gesegmenteerde lichamen en paren gelede poten.
Het i5k-initiatief richt zich op soorten die belangrijk zijn voor de landbouw, voedselveiligheid, geneeskunde en energieproductie en draagt bij aan ons begrip van evolutionaire biologie, ecologie en meer.
Rotenberg en haar collega's zijn aan de slag gegaan met het genoomproject van de Californische trips door een inteeltlijn van trips te ontwikkelen. Het Human Genome Sequencing Center van het Baylor College of Medicine heeft vervolgens het genoom gesequenced en geassembleerd, en Rotenberg rekruteerde wetenschappers van over de hele wereld om de geautomatiseerde DNA-annotatie handmatig te controleren, de locatie van genen te verifiëren en te bepalen wat die genen doen.
De Californische trips komt oorspronkelijk uit het westen van Noord-Amerika, maar heeft zich sinds de jaren zeventig snel over de hele wereld verspreid. Het insect beschadigt planten niet alleen door ze te voeden en er eieren op te leggen, maar ook door planten te infecteren met virussen, waaronder het verwoestend moeilijk te bestrijden tomatenvlekkenziektevirus.
Het is bekend dat het Tomato Spotted Wilt Virus (TSWV) meer dan 1000 plantensoorten infecteert, variërend van tabak en pinda's tot viooltjes en chrysanten. Het gastheerassortiment van TSWV behoort zelfs tot de grootste voor plantenvirussen, en dat geldt ook voor het geografische bereik.
GENOME KAN OPLOSSINGEN VERSNELLEN
Hoewel er de afgelopen decennia veel onderzoek is gedaan om de tol te beperken die het virus en de Californische trips op de landbouw eisen, zei Rotenberg dat het genoom de ontwikkeling van oplossingen zou kunnen versnellen door onderzoekers te helpen doelwitten op moleculair niveau te lokaliseren onder de bijna 17.000 genen van het insect.
Tijdens het genoomassemblageproject identificeerden wetenschappers sets van genen die verband houden met het vermogen van het insect om te gedijen. Concreet vonden ze genen die verband houden met het vermogen van het insect om zich te ontwikkelen en zich voort te planten, om plantengastheren te vinden via smaak en geur, om zichzelf te beschermen tegen ziekteverwekkers en om chemicaliën te ontgiften die planten produceren om insecten af te weren en die mensen gebruiken om ze te doden.
Zoals Rotenberg opmerkte, is de bestrijding van de Californische trips lastig omdat het insect zich snel voortplant en resistent wordt tegen insecticiden. In katoen zijn er bijvoorbeeld aanwijzingen dat trips resistentie hebben ontwikkeld tegen negentien insecticiden binnen zes groepen met verschillende werkingsmechanismen.
“Entomologen en telers weten dit heel goed: trips zijn berucht omdat ze zeer snel resistentie opbouwen”, aldus Rotenberg.
"En dus moet je overwegen om verschillende soorten chemicaliën te ontwikkelen en te gebruiken en alternatieve controlestrategieën te integreren om deze plaag te bestrijden."
'HET TOPJE VAN DE IJSBERG'
De beschikbaarheid van het genoom van de Californische trips heeft nu al impact, zegt Rotenberg. In haar NC State-laboratorium gebruikt ze het genoom om haar inspanningen te bevorderen om de interacties op moleculair niveau die plaatsvinden tussen de Californische trips en TSWV beter te begrijpen – onderzoek dat van cruciaal belang zou kunnen zijn voor ziektepreventie.
“We willen de moleculen in het insect vinden die rechtstreeks interageren met het virus dat het overdraagt, want als we die moleculen kennen, kunnen we ze misschien op de een of andere manier verstoren door de binding van het virus aan het betreffende molecuul te verstoren,” ze zei.
“En dit is nog maar het topje van de ijsberg. Hopelijk zal (het genoom) een hulpbron zijn waar mensen lange tijd gebruik van kunnen maken, zelfs als anderen nieuwe technologieën of nieuwe hulpbronnen gaan ontwikkelen die nog beter zijn.”
(C) NCSU
Originele artikelbron: WRAL TechWire