Исследователи секвенировали геном белокрылки (Bemisia tabici), инвазивного насекомого, ответственного за распространение вирусов растений по всему миру, что ежегодно приводит к потерям урожая на миллиарды долларов.
Исследование генома под руководством доцента Чжанцзюня Фэя из Института Бойса Томпсона (BTI) предлагает множество ключей к поразительной способности насекомого противостоять пестицидам, передавать более 300 растительных вирусов и питаться как минимум одним вирусом., 000 различных видов растений. Опубликованное сегодня в журнале BMC Biology исследование послужит основой для будущей работы по борьбе с этим глобальным вредителем.
Белокрылка является экономически важным вредителем для сельскохозяйственных культур. Она наносит прямой ущерб, а также является основным переносчиком вирусов, таких как вирус желтой курчавости листьев томата, вирус мозаики маниоки и вирус коричневой полосы маниоки, поэтому она дает огромный урожай потерь и представляет серьезную угрозу продовольственной безопасности, особенно в Африке и других частях развивающегося мира», - сказал Фей.
В сотрудничестве с группой международных коллег исследователи BTI создали высококачественный проект последовательности генома белокрылки и идентифицировали гены, кодирующие белки. Последовательность генома доступна в базе данных генома белокрылки (www.whiteflygenomics.org), разработанной лабораторией Fei.
Анализ показал, что по сравнению с родственными видами белокрылка имеет расширенные семейства генов детоксикации. У него также есть дополнительные гены, кодирующие белки, связанные с приобретением и передачей вируса, а также устойчивостью к инсектицидам.
Впечатляющим примером горизонтального переноса генов является то, что белокрылка приобрела 142 гена от бактерий или грибов, включая некоторые коды ферментов, расщепляющих чужеродные химические вещества. Эти гены, вероятно, позволяют белокрылке питаться различными видами растений и быстро развивать устойчивость к инсектицидам.
Поскольку пестициды неэффективны для контроля над популяциями белокрылки, сотрудники Министерства сельского хозяйства США планируют использовать последовательность генома для разработки стратегии контроля с использованием РНК-интерференции (РНКи). Как только ученые определят гены, необходимые для передачи и выживания вируса в геноме белокрылки, они смогут вывести новые сорта сельскохозяйственных культур, которые будут производить молекулы РНК, которые блокируют экспрессию этих необходимых генов, убивая белокрылку или предотвращая ее распространение вируса.
Геном также будет иметь жизненно важное значение для картирования генетического разнообразия популяций белокрылки по всему миру. Белокрылки представляют собой группу, которая, вероятно, состоит из совокупности видов и подвидов, что может иметь значение для борьбы с белокрылками. Например, «избыточные» популяции белокрылки, которые уничтожают урожай маниоки в некоторых частях Африки, отличаются от насекомых, секвенированных в текущем исследовании, но полученная здесь информация о последовательности помогает в разработке стратегий борьбы с африканскими белокрылками..
«Белокрылка входит в число 100 самых агрессивных видов в мире», - сказал Фей. "Он везде."
Дополнительные исследователи BTI, участвующие в проекте, включают соавторов и исследователей с докторской степенью Венбо Чена и Даниэля Хасегаву; аспиранты Корнелла Патрисия Валле Пиньейро и Анджела Крузе; ученый с докторской степенью Йи Чжэн; приглашенный ученый Венли Лю; аналитик по биоинформатике Хунхэ Сун; исследователь Иминь Сюй; Профессор Георг Яндер и доцент Мишель Силия. В число соавторов входят соруководители Кай-Шу Линг и Билл Винтермантель из USDA-ARS, а также Анджела Дуглас из Корнелла, Джуди Браун из Университета Аризоны и Мурад Ганим из Израиля.
Исследование, о котором сообщается в этом пресс-релизе, было поддержано грантами регионального проекта USDA-ARS в рамках инициативы i5K, Управления международной исследовательской программы USDA-ARS из гранта, предоставленного USAID Feed-the -Программа будущего (58-0210-3-012), У. S. Национальный научный фонд (IOS-1110080, IOS-1109989 и IOS-1354309), USDA NIFA (2016-67013-24756), Шведский исследовательский совет и Израильский научный фонд.