хромосома

Биология связи, том 6, Номер статьи: 813 (2023) Цитировать эту статью

Подробности о метриках

Насекомые имеют ограниченный круг хозяев из-за геномной адаптации. Thysanoptera, широко известные как трипсы, занимают отдельные места обитания, но сравнительный геномный анализ отсутствует, а доступные геномные ресурсы ограничены. В этом исследовании геном на уровне хромосом Stenchaetothrips biformis, вредителя риса-олигофага, собран с использованием нескольких технологий секвенирования, включая PacBio, короткие чтения Illumina и технологию Hi-C. Получают геном размером 338,86 Мб, состоящий из 1269 контигов с размером контига N50 381 КБ и размером каркаса N50 18,21 МБ. После этого аннотируются 17 167 генов, кодирующих белок, и 36,25% повторяющихся элементов. Сравнительный геномный анализ с двумя другими полифагами трипсов, выявляющий сокращение семейств генов, связанных с хемосенсорной реакцией и детоксикацией, у S. biformis, что потенциально облегчает адаптацию риса. У многоядных видов трипсов Frankliniella occidentalis и Thrips palmi расширенные семейства генов обогащены метаболизмом ароматических и антоцианинсодержащих соединений, иммунитетом против вирусов и ферментами детоксикации. Эти семейства генов расширения играют решающую роль не только в адаптации к хозяевам, но и в развитии устойчивости к пестицидам, о чем свидетельствуют результаты транскриптома после обработки инсектицидами. Это исследование обеспечивает сборку генома на уровне хромосом и закладывает основу для дальнейших исследований эволюции трипсов и борьбы с вредителями.

Отряд Thysanoptera, обычно называемый трипсами, насчитывает более 7000 видов с длиной тела от 1 до 3 мм1,2. Трипсы обладают разнообразными биологическими особенностями: примерно половина известных видов питается грибами, а некоторые - мелкими членистоногими3. Остальные виды являются фитофагами, причем некоторые способны нанести вред сельскохозяйственным и садовым культурам. Примеры таких видов включают Frankliniella occidentalis, Thrips palmi, Stenchaetothrips biformis и Thrips tabaci. Несмотря на их экологическую важность, существует нехватка геномных ресурсов, которые могли бы способствовать лучшему пониманию генетических и молекулярных механизмов, лежащих в основе адаптации трипсов к различным хозяевам.

S. biformis (Thysanoptera: Thripidae), широко известный как рисовый трипс, является крайне разрушительным вредителем посевов риса (рис. 1). Этот вид широко распространен в Азии, Европе, Океании и Южной Америке, как документально подтверждено в нескольких исследованиях4,5,6. Хотя S. biformis является олигофагом и может заражать различные виды Poaceae, включая пшеницу, ячмень, сахарный тростник4 и Leersia hexandra, он печально известен своим серьезным повреждением риса. Вредитель использует свой ротовой аппарат «удар и всасывание», чтобы атаковать в первую очередь молодые листья риса на стадиях всходов и кущения. Атака может привести к скручиванию листьев, обесцвечиванию и даже увяданию всего растения. С 1970-х годов S. biformis является причиной потерь урожая при производстве риса в нескольких азиатских странах. В настоящее время геном S. biformis еще не известен.

Масштабная линейка: 200 мкм.

S. biformis демонстрирует биологические различия по сравнению с двумя другими видами трипсов, F. occidentalis и T. palmi, геномы которых известны. Эти вариации включают диапазон хозяев, привычки питания, а также вирусы и симбиотические бактерии, которые они переносят. В частности, S. biformis преимущественно питается молодыми листьями риса, тогда как F. occidentalis питается более широким спектром культур, включая овощи и декоративные растения7. С другой стороны, T. palmi имеет относительно меньший круг хозяев и в основном повреждает плоды, листья и цветы овощей, а также некоторые декоративные растения, такие как орхидеи8.

S. biformis не является переносчиком какого-либо вируса, в отличие от F. occidentalis, который, как известно, является переносчиком как минимум одиннадцати вирусов растений9, включая ортотосповирус пятнистого увядания томата (TSWV)10. Кроме того, T. palmi является переносчиком нескольких тосповирусов растений, включая вирус некроза почек арбуза (GBNV)11 и вирус некроза почек арбуза (WBNV)12, оба из которых могут вызывать серьезные потери урожая. Кроме того, в задней кишке и мальпигиевых трубочках F. occidentalis были обнаружены два типа бактериальных симбионтов, принадлежащих к семейству Enterobacteriaceae. Эти симбионты выгодны F. occidentalis в условиях дефицита пищи14. Напротив, на сегодняшний день нет сообщений о бактериальных симбионтах ни у T. palmi, ни у S. biformis.