Исследователи впервые расшифровали весь геном колорадского жука (Leptinotarsa decemlineata), одного из самых злостных сельскохозяйственных вредителей. Результаты представлены в журнале Scientific Reports.
Колорадский жук, также известный как картофельный жук, считается одним из самых успешных в мире глобально-инвазивных насекомых-травоядных, причем затраты на борьбу с ним достигают десятки миллионов долларов в год, а прогнозируемые расходы, если с ним не бороться, достигнут миллиардов долларов.
Жук впервые был идентифицирован как вредитель в 1859 году на Среднем Западе Соединенных Штатов после того, как он переключился со своего растения-хозяина — колючего паслена (Solanum rostratum) на картофель (Solanum tuberosum).
Чтобы лучше понять этого цепкого вредителя, энтомолог Университета Висконсин-Мэдисон Шон Шобвилл и его коллеги секвенировали геном колорадского жука, исследуя его гены, чтобы узнать его удивительную адаптивность к новым средам и инсектицидам.
«Все эти усилия по разработке новых инсектицидов просто игнорируются этим вредителем, который может очень быстро их преодолеть», — говорит Шон Шобвилл.
«И это создает проблему для производителей картофеля и для сельскохозяйственных энтомологов, пытающихся справиться с колорадским жуком. И все это просто увлекательно с точки зрения эволюции».
В геноме колорадского жука исследователи обнаружили разнообразный и большой массив генов, используемых для переваривания растительных белков, помогая жуку процветать не смотря ни на что.
У жука также было расширенное количество генов для восприятия горьких вкусов, вероятно, из-за его предпочтения горькой семьи пасленовых растений, членом которых является и картофель.
Но когда дело дошло до удивительной способности вредителя преодолеть инсектициды, авторы были удивлены, обнаружив, что геном колорадского жука выглядел так же, как и у его менее стойких собратьев.
Ученые не нашли новых генов, связанных с сопротивлением, чтобы объяснить жинестойкость насекомых.
«Вот что интересно: это не диверсификация генома, а добавление новых генов, что объясняет быструю приспособляемость к пестицидам», — говорит Шон Шобвилл.
«Поэтому геном оставляет нам целую кучу новых вопросов, и мы должны продолжить наше исследование и выяснить, как это работает».
«Что этот геном будет делать, так это позволит нам задавать всевозможные новые вопросы о насекомых, почему они так успешны и как они эволюционировали. И именно поэтому мы в восторге от этого», — сказал соавтор доктор Йоланда Чен из Университета Вермонта.
Больше информации: Sean D. Schoville et al. 2018. A model species for agricultural pest genomics: the genome of the Colorado potato beetle, Leptinotarsa decemlineata(Coleoptera: Chrysomelidae). Scientific Reports 8, article number: 1931; doi: 10.1038/s41598-018-20154-1