Odkrycie podstawowego zestawu genów zaangażowanych w reakcje pszczół miodnych na wiele chorób wywoływanych przez wirusy może pomóc naukowcom i pszczelarzom w hodowli pszczół miodnych bardziej odpornych na stres.
„W ciągu ostatniej dekady populacje pszczół miodnych doświadczyły poważnych i trwałych strat na półkuli północnej, głównie z powodu wpływu patogenów, takich jak grzyby i wirusy” – mówi Vincent Doublet, pracownik naukowy z tytułem doktora na Uniwersytecie w Exeter. „Zidentyfikowane przez nas geny oferują nowe możliwości generowania stad pszczół miodnych, które są odporne na te patogeny”.
Ostatnie postępy w sekwencjonowaniu DNA skłoniły do wielu badań nad genami zaangażowanymi w reakcje pszczół miodnych na patogeny. Jednak do tej pory ta ogromna ilość danych była zbyt nieporęczna i specyficzna, aby ujawnić nadrzędne wzorce odporności pszczół miodnych.
„Chociaż w wielu badaniach wykorzystano podejścia genomiczne, aby zrozumieć, w jaki sposób pszczoły reagują na wirusy i pasożyty, trudno było porównać te badania, aby znaleźć podstawowe geny i ścieżki, które pomagają pszczołom w walce ze stresorami” – mówi Christina Grozinger, profesor entomologii. w stanie Penn.
„Nasz zespół stworzył nowe narzędzie bioinformatyczne, które umożliwiło nam zintegrowanie informacji z 19 różnych zestawów danych genomowych w celu zidentyfikowania kluczowych genów zaangażowanych w reakcję pszczół miodnych na choroby”.
W szczególności badacze stworzyli nową technikę statystyczną, zwaną ukierunkowaną analizą iloczynu rang, technikę, która pozwala im zidentyfikować geny, których ekspresja była podobna w 19 zestawach danych, a nie tylko geny, których ekspresja była większa niż innych w zestawie danych.
Wyniki, opublikowane w Genomika BMC, pokazują, że te geny o podobnej ekspresji obejmują między innymi te, które kodują białka odpowiedzialne za odpowiedź na uszkodzenia tkanek przez patogeny oraz te, które kodują enzymy biorące udział w metabolizmie węglowodanów z pożywienia. Spadek metabolizmu węglowodanów może ilustrować koszt infekcji w organizmie.
„Uważano, że pszczoły miodne reagują na różne organizmy chorobowe w zupełnie inny sposób, ale dowiedzieliśmy się, że opierają się one głównie na podstawowym zestawie genów, które włączają lub wyłączają w odpowiedzi na jakiekolwiek poważne wyzwanie patogenne” – mówi profesor Robert Paxton, profesor zoologii w Niemieckim Centrum Integracyjnych Badań Bioróżnorodności. „Możemy teraz zbadać mechanizmy fizjologiczne, dzięki którym patogeny pokonują swoich żywicieli pszczół miodnych i jak pszczoły miodne mogą walczyć z tymi patogenami”.
Implikacje wyników badań nie ograniczają się do pszczół miodnych. Geny rdzeniowe są częścią konserwatywnych ścieżek — co oznacza, że zostały zachowane w trakcie ewolucji wśród owadów i dlatego są wspólne dla innych owadów. Oznacza to, że geny dostarczają ważnej wiedzy do zrozumienia interakcji patogenów z innymi owadami, takimi jak trzmiele, oraz wykorzystania patogenów do zwalczania szkodników owadzich, takich jak mszyce i niektóre ćmy.
„Ta analiza zapewnia bezprecedensowy wgląd w mechanizmy leżące u podstaw interakcji między owadami i ich patogenami” – mówi Doublet. „Dzięki tej analizie wygenerowaliśmy listę genów, które prawdopodobnie będą ważnym źródłem przyszłych badań funkcjonalnych, hodowli bardziej odpornych pszczół miodnych i kontrolowania pojawiających się chorób pszczół”.
Prace wsparło iDiv, niemieckie Centrum Integracyjnych Badań Bioróżnorodności z siedzibą w Lipsku w Niemczech.
Źródło: Penn State
Powiązane książki
at Rynek wewnętrzny i Amazon
