A Hessian Fly genomikai kutatás a búzatermesztők és mások hasznára lesz

A Hessian Fly genomikai kutatás a búzatermesztők és mások hasznára lesz
A Hessian Fly genomikai kutatás a búzatermesztők és mások hasznára lesz
Anonim

WEST LAFAYETTE, Ind. – A hesseni légy, a világ első számú búzakártevője különös genetikai kapcsolattal rendelkezik kedvenc ételéhez. Néhány éven belül, miután a gazdálkodók rezisztens búzafajtákat azonosítanak, a légy mutálódik, és megtalálja a módját a növények védekezésének megkerülésének.

A légy genetikai trükkjei azonban megsemmisíthetik, mert Jeff Stuart, a Purdue Egyetem entomológusa azt tervezi, hogy felhasználja ellene ezt a genetikai információt, hogy megakadályozza a kártevő jövőbeli kitörését.

A hesseni légy jelentősebb fertőzései nem gyakran fordulnak elő, de ha előfordulnak, pusztító hatásúak lehetnek. Például az 1989-es texasi és dél-dakotai járványok becslések szerint 15 millió dolláros, illetve 30 millió dolláros kárt okoztak. Stuart szerint a légy szinte mindenütt jelen van.

Miután egy területet fertőzöttek, a gazdálkodók búzafajta váltásával próbálják megállítani a jövőbeli járványkitöréseket, és remélik, hogy ez megakadályozza a légy visszatérését a következő évben. Ez egy eltalált vagy kihagyott megközelítés.

Stuart szerint nem teljesen ismert, hogy a rezisztens búzafajták hogyan állítják meg a legyet, de úgy tűnik, hogy a rezisztens búzanövények elválasztják az élő sejteket a rovartól. Emiatt a hesseni légylárvák éheznek.

"Szinte mindenhol, ahol búzát termesztenek, megtalálható ez a rovar, Ausztrália és Japán kivételével" - mondja. "A légy odakint van, és ha megfelelőek a környezeti feltételek, például egy hűvös, nedves tavasz, és ha van egy szántója, amelyen a nyár folyamán önkéntes búza volt, a légypopuláció felszaporodhat, és valódi problémát jelenthet."

Ha a hesseni légy nem tudna mutálódni, hogy megkerülje a búza védekezőképességét, a rovar kihalna, mert nem tud táplálkozni más növényekkel. A tudósok még mesterséges diéta laboratóriumában sem tudják felnevelni őket.Azonban minden alkalommal, amikor a hesseni légy mutálódik, és új módot fejleszt ki a búza behatolására, a búzanemesítők képesek voltak új hesseni légyrezisztencia-géneket azonosítani és beépíteni új búzafajtákba, és a harc a növények és állatok között újra kezdődik.

Amikor a szúnyogszerű hesseni légy beleharap egy búzanövénybe, számtalan molekula szabadul fel a nyálában. E molekulák egy része olyan termék, amelyet a légy "avirulenciagénjeinek" nevezett génekből állítanak elő. A légynek ellenálló búzanövények olyan rezisztenciagénekkel rendelkeznek, amelyek egyfajta kémiai kimutatási rendszert hoznak létre, amely képes kimutatni az egyik ilyen molekulát. Ez a kölcsönhatás az avirulenciagén-molekulák és a rezisztenciagén-molekulák között olyan biokémiai események sorozatát indítja el, amelyek megakadályozzák, hogy a légy táplálkozzon a búzanövényen.

Végül jön egy kicsit eltérő genetikával rendelkező légy, amelynek nyálából hiányzik az a bizonyos avirulencia géntermék. Ez a légy képes legyőzni az ellenálló búzanövény érzékelő rendszerét.

"Miután a virulenciagéneket feltérképezték a hesseni légyben, azt tervezzük, hogy olyan molekuláris markereket használunk, amelyek szorosan kapcsolódnak egy génhez a klónozáshoz. Ez lesz az első alkalom, hogy avirulenciagént klónoznak egy rovarból, Stuart mondja. "Ez teljes képet adna nekünk a laboratóriumban az ellenállási folyamat működéséről."

A növény rezisztenciája és a légy mutációi közötti kapcsolat olyan szoros, hogy a biológusok „gén-génre” kapcsolatként hivatkoznak rá.

"A búzában lévő minden rezisztenciagénhez, amely meg tudja állítani a légyet, van egy komplementer avirulenciagén a légyben, amely képes legyőzni a rezisztenciát" - mondja Stuart.

Senki sem klónozott még egy hesseni légy rezisztencia gént a búzában, vagy a megfelelő géneket rovarokban, de Stuart abban reménykedik, hogy feltérképezi és klónozza a csatában szerepet játszó géneket. Ez az információ nemcsak a búza rezisztenciáját javítaná, hanem új diagnosztikai eszközök kifejlesztéséhez is vezethet, amelyek segítik a búzatermesztőket abban, hogy tudják, mely rezisztens búzafajtákat ültessék el a fertőzés leküzdésére.

Mivel ez lenne az első alkalom, hogy avirulenciagéneket klónoznak egy rovarba, ez más rovarok genetikájához is támpontokat adna.

"Genomikai megközelítést alkalmazunk a hesseni légy génjére és az általa termelt molekulákra" - mondja Stuart. "Feltérképezzük a légy virulenciagénjeit. Ezután megpróbáljuk azonosítani azokat a molekulákat a búzában, amelyek kölcsönhatásba lépnek a hesseni légymolekulákkal. Ezután ezt a tudást felhasználhatjuk a rezisztenciareakció elindítására, és megtaláljuk a búzában lévő géneket."

A búza rezisztenciagénjeinek azonosításának ezt a visszafelé irányuló megközelítését részesítik előnyben a búza genomjának hatalmas mérete miatt.

"A búza genomja hatalmas, ezért nehéz térképalapú klónozást végezni búzában" - mondja Stuart. "A hesseni légynek azonban a legkisebb ismert genomja van a rovarok közül. Genomja nagyjából fele akkora, mint a Drosophila genomja, amely a tudósok gyakran használnak genetikai kísérletekben."

Népszerű téma

Érdekes cikkek
Rólunk
Olvass tovább

Rólunk

A fishcustomaquariums.com webhelyről

Kapcsolatok
Olvass tovább

Kapcsolatok

A fishcustomaquariums.com oldal elérhetőségei

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei
Olvass tovább

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei

A fishcustomaquariums.com adatvédelmi irányelvei