В журнале GigaScience с открытым доступом опубликована статья, в которой представлен геном паразитического клеща Tropilaelaps mercedesae, заражающего пчелиные семьи, которым грозит масштабное опустошение по всему миру. Исследование было проведено международной группой исследователей из Университета Цзяотун-Ливерпуль и Ливерпульского университета и было сосредоточено на клещах, поскольку они представляют собой одну из основных угроз для колоний медоносных пчел. Работа показала, что в геноме клещей T. mercedesae были определенные особенности, которые сформировались в результате их взаимодействия с медоносными пчелами, и что существующие механизмы борьбы с клещами вряд ли будут полезны для T. mercedesae. Последовательность генома и полученные данные предоставляют отличные ресурсы для определения стратегий борьбы с клещами на основе генов и понимания биологии клещей.
Несмотря на то, что существует много потенциальных причин сокращения колоний медоносных пчел, патогены и паразиты медоносных пчел, особенно клещи, считаются серьезной угрозой для здоровья пчел и колоний медоносных пчел. Пчелиный клещ Tropilaelaps mercedesae является паразитом медоносных пчел, распространенным в большинстве азиатских стран, и оказывает такое же воздействие на пчелиные семьи, как и глобально присутствующий пчелиный клещ Varroa destructor. Более того, T. mercedesae и V. destructor обычно сосуществуют в азиатских пчелиных семьях, и благодаря глобальной торговле медоносными пчелами T. mercedesae, вероятно, распространится по всему миру, как это произошло с V.деструктор.
Учитывая продолжающееся глобальное опустошение пчелиных колоний, исследователи секвенировали геном T. mercedesae, чтобы оценить взаимодействие между паразитом и хозяином, а также предоставить ресурсы для продолжающейся битвы за спасение популяций медоносных пчел.
Авторы определили генетические компоненты в геноме и сравнили их с геномом свободноживущих клещей. В отличие от свободноживущих клещей, T. mercedesae имеет очень специализированную историю жизни и среду обитания, которая строго зависит от медоносной пчелы внутри стабильной колонии. Таким образом, сравнение последовательностей генома и транскриптома с последовательностями внутренних и свободноживущих клещей выявило особенности генома T. mercedesae и показало, что они формируются в результате взаимодействия с медоносной пчелой и средой семьи.
Особый интерес представляет то, что авторы обнаружили, что клещ не зависит от восприятия стимулирующих химических веществ, чтобы повлиять на их поведение. Исследователи отметили, что это открытие означает, что «методы контроля, нацеленные на вкусовые, обонятельные и ионотропные рецепторы, неэффективны. Вместо этого меры контроля должны будут использовать другие цели при попытке нарушить химическую коммуникацию. Далее авторы подчеркнули, что «потребуется определить цели для биологической борьбы».
Исследователи указали, что существуют дополнительные трудности для борьбы с клещами, заявив: «Мы обнаружили, что T, mercedesae обогащен детоксифицирующими ферментами и насосами для токсичных ксенобиотиков, и, таким образом, клещ быстро приобретает устойчивость к клещам. Для разработки химического контроля методов, нам нужно искать соединения, которые могут не распознаваться вышеуказанными белками."
В связи с этим исследователи исследовали бактерии, заражающие пчелиного клеща, поскольку об этих бактериях известно немного. Ученые обнаружили, что симбиотические бактерии, подобные R. grylli, обычно присутствуют в T. mercedesae, и предположили, что «манипулирование симбиотическими бактериями, подобными Rickettsiella grylli, которые связаны с T, mercedesae, также может помочь нам разработать новые стратегии контроля».."
Они также обнаружили, что эта бактерия участвовала в горизонтальном переносе генов Wolbachia в геном клеща. Wolbachia - это бактерия, которая обычно поражает членистоногих, но не присутствует у T. mercedesae. Хотя авторы не были слишком удивлены обнаружением горизонтального переноса генов, поскольку он был обнаружен примерно в 33% секвенированных геномов членистоногих, они отметили, что это «насколько нам известно, это первый пример, обнаруженный у клещей и клещей». «и что, поскольку в настоящее время никакие Wolbachia не заражали клеща, это указывает на то, что Wolbachia когда-то была симбионтом T. mercedesae или ее предком, но в ходе эволюции она была заменена бактериями, подобными R. grylli».
Разрушение колоний медоносных пчел остается сложной проблемой, но она оказывает значительное влияние на урожайность сельскохозяйственных культур, поскольку медоносные пчелы необходимы для опыления различных растений. Действительно, в нескольких местах Китая сельскохозяйственные рабочие начали проводить ручное опыление для поддержания высокой урожайности в садах. Таким образом, исследования и ресурсы для борьбы с этой глобальной угрозой необходимы уже сейчас. Выводы, ресурсы генома, транскриптома и протеома из исследования T. mercedesae добавляют еще одно оружие в борьбу за спасение пчелиных колоний.