trăiește

Descoperirea va ajuta la dezvoltarea unei strategii de reducere a daunelor provocate de inamic asupra grâului

O echipă de cercetători de la Colegiul de Agricultură de la Universitatea de Stat din Montana, SUA, a descoperit un microb necunoscut până acum, care trăiește simbiotic cu viespa tulpină de grâu. Acest inamic serios provoacă mari daune culturilor de grâu în fiecare an.

Într-un articol din revista PeerJ, Carl Yoman de la Divizia de științe animale și habitate și David Weaver de la divizia de resurse ale pământului și științe ale mediului, împreună cu un grup de colegi, au raportat descoperirea microbului Spiroplasma sp. WSS ca parte a unui proiect de studiu a relațiilor simbiotice dintre insecte și microbi din interiorul acestora.

Yoman observă că, în fiecare an, viespea din tulpina de grâu dăunează culturilor de grâu din nordul Marilor Câmpii ale Statelor Unite până la 350 de milioane de dolari. Motivația pentru studierea acestor relații simbiotice provine din ipoteza că, dacă simbiotele microbiene se găsesc în axe și funcțiile lor sunt determinate, există șansa ca acestea să fie manipulate ca instrumente pentru a influența dușmanii.

„Multe specii de insecte au simbionți microbieni, iar aceste relații sunt deseori importante pentru supraviețuirea ambelor organisme”, spune Yoman. „S-a demonstrat că simbionții microbieni afectează totul, de la succesul reproductiv al insectelor gazdă până la alimentația lor, ceea ce le permite să supraviețuiască cu diete de calitate scăzută și chiar capacitatea lor de a se apăra împotriva microorganismelor patogene.”

Astfel, echipa a decis să stabilească ce microbi sunt asociați în simbioză cu viespea de grâu, care dăunează plantelor de grâu prin pătrunderea tulpinilor și depunerea ouălor acolo. Larvele eclozionate se hrănesc apoi cu țesuturile care alcătuiesc interiorul tulpinii, inhibând fotosinteza și provocând culcarea plantelor. Acestea slăbesc tulpina într-o asemenea măsură încât culturile infestate de viespi au căzut plante în spini mari. Proiectul este susținut de Comitetul pentru grâu și orz din Montana, care a căutat de mult timp noi pesticide.

„Ca urmare a hrănirii cu viespi, masa semințelor scade cu 20-30%”, a scris Weaver. - Dar tulpinile cad, combina nu le poate ridica și retrage, astfel încât daunele de la 30% ajung la 100%. Aceasta este o mare problemă, provocând producătorilor multe dureri de cap. "

Echipa și-a început studiul prin colectarea viespilor din tulpinile de grâu infestat în stadiile larvare și adultă. În timpul lucrărilor de laborator, oamenii de știință au descoperit trei tipuri de material genomic în probele lor: ADN-ul plantelor de grâu, ADN-ul viespilor și speciile de microbi necunoscute până acum aparținând genului Spiroplasma.

Pe baza elementelor genomului microbului comparativ cu genomul viespei, care a fost complet secvențiat într-un alt proiect, echipa a ajuns la următoarea concluzie. Spiroplasma sp. WSS probabil ajută viespea să descompună zaharurile cu care se hrănește și să producă alți nutrienți pe care dăunătorii nu îi obțin din dieta bogată în carbohidrați, inclusiv vitaminele cheie B.

„Spiroplasma sp. WSS joacă un rol cu ​​anumite funcții pe care viespea probabil nu le poate îndeplini singure, explică Weaver. "Încercăm să înțelegem exact aceste funcții și modul în care aceste elemente pot fi adaptate pentru a proteja grâul."

Această metodă a arătat potențial în alte studii: un grup de oameni de știință care lucrează în China au studiat un sistem similar la păduchii de mazăre. S-a clarificat faptul că atunci când microbii simbiotici sunt suprimați de antibiotice sau altfel - folosind venin de scorpion - fertilitatea păduchilor este semnificativ redusă, reducând riscul plantelor de mazăre. Potrivit lui Weaver, abordări similare pot fi folosite pentru viespea stem cu simbionții Spiroplasma identificați.

„Identificarea microbului Spiroplasma sp. WSS și un studiu genetic mai aprofundat al metabolismului său oferă primul pas important pe drumul către noua noastră abordare a biocontrolului ”, sintetizează autorii articolului.