Patrons d’expressió gènica de la mosca mediterrània de la fruita segons la temperatura ambiental (Genètica mediterrània, 36/2021)

En altres ocasions (14/2018, 35/2018) hem parlat de la mosca mediterrània de la fruita (Ceratitis capitata). Aquesta i altres espècies invasives de dípters de la famílies dels tefrítids constitueixen una amenaça global a cultius hortícoles i agrícoles. Combatre’ls amb plaguicides és, de fet, una amenaça addicional, tant per a la salut dels consumidors com per a la dels ecosistemes. Així doncs, hi ha un esforç actiu per fornir eines de gestió integral de la plaga. Entre les eines postulades hi ha l’estrès tèrmic, bé per calor o per fred. Quatre investigadors d’Austràlia, Kay Anantanawat, Alexie Papanicolau, Kelly Hill i Wei Xu, publiquen un article al Bulletin of Entomological Research on presenten la recerca realitzada per conèixer els mecanismes moleculars que expliquen l’efectivitat d’aquests estressors tèrmics. En investigacions anteriors havien identificat un total de 31 gens clau que experimentaven canvis significatius en els nivells d’expressió en l’estrès per calor. Ara ho han fet en l’estrès pel fred. Els canvis d’expressió en resposta al fred són diferents dels canvis d’expressió en resposta a la calor, i en resulta una llista diferent de gens.

L’estrès pel fred per controlar plagues de mosca mediterrània de la fruita

Wei Xu és un biòleg d’insectes i professor d’entomologia i ciències agrícoles a la Murdoch University, de Perth. Va fer la tesi doctoral sobre les proteïnes olfactives d’arnes i de mosquits, i si la seva recerca inicialment es focalitzava en els mecanismes moleculars dels sistemes quimiosensorials, ara es dedica fonamentalment a la genòmica funcional. Un dels seus projectes és identificar la base molecular de la resposta de la mosca mediterrània de la fruita (Ceratitis capitata) i de la mosca de la fruita de Queensland (Bactrocera tryoni) a situacions subletals d’estrès. És en el marc d’aquest projecte que és l’autor corresponsal sobre aquest estudi de patrons d’expressió gènica de Ceratitis capitata en l’estrès pel fred i la seva comparació en els patrons en resposta a l’estrès per calor.

La primera autora és Kay Anantanawat, biòloga molecular i bioinformàtica, amb experiència en l’aplicació de tècniques de seqüenciació a problemes de biomedicina i agronomia.

Alexie Papanicolau és investigador del Hawkesbury Institute for the Environment, de la University of Western Sydney. Papanicolau és un bioinformàtic genòmic, dedicat especialment a qüestions de bioseguretat, adaptació climàtica i biologia evolutiva.

Kelly Hill és biòloga molecular del South Australian Research and Development Institute (SARDI), de Hartley Grove.

Anantanawat ha fet la recerca en les tres institucions referides (Murdoch University, University of Western Sydney i SARDI).

Ceratitis capitata és una espècie d’origen africà. Després d’una primera introducció a la Conca Mediterrània, s’ha establert a Amèrica i a Austràlia. Arribà a l’Austràlia Occidental el 1898, i d’allà passà a Nova Gal·les del Sud, Victoria i Queensland. Val a dir que en els estats orientals d’Austràlia s’hi aplicaren llavors mesures contra les plantacions afectades: això, juntament potser amb la competència amb Bactrocera tryoni, espècie autòctona de Queensland, va conduir a l’eliminació de C. capitata a l’Austràlia Oriental vers els anys 1950. Però des de llavors, C. capitata ha persistit a Austràlia Occidental.

L’aplicació del fred per eliminar C. capitata en enviaments de fruita o altre material vegetal ja es feia fa més de 100 anys, amb protocols com ara mantindre congelat aquest material durant 12 dies. L’aplicació de calor és més recent, però també s’utilitza (immersió en aigua calenta) per a eliminar la presència de la mosca en partides de fruita i similars.

Els gens que responen a l’estrès tèrmic

En un experiment d’estrès subletal per calor, foren identificat 31 gens clau amb canvis significatius en els nivells d’expressió. Foren caracteritzats els canvis en nivell d’expressió d’aquests gens a llarg d’11 punts temporals.

Anantanawat et al. han repetit ara l’experiment amb un estrès subletal per fred. S’han fixat especialment en els 31 gens que responen a l’estrès per calor, i han comprovat que la majoria d’aquests gens presenten un perfil d’expressió divergent. Més que no pas una resposta comuna a l’estrès tèrmic, seríem davant de respostes diferents a l’estrès per calor i a l’estrès pel fred, que afecten diferents gens de diferent manera.

En aquest treball s’identifiquen els canvis a nivell molecular que es desencadenen en el transcriptoma de C. capitata durant l’exposició a un fred intens. Cadascun dels gens identificats és una diana potencial en el disseny de noves estratègies de control d’aquesta plaga. I si l’estrès pel fred s’utilitza sobretot després de la collita, alguna d’aquestes noves estratègies podria aplicar-s’hi abans.

Lligams:

Mediterranean fruit fly genes exhibit different expression patterns between heat and cold treatments. Kay Anantanawat, Alexie Papanicolau, Kelly Hill, Wei Xu. Bull. Entomol. Res. (2021)

Arxivat a Ciència i Tecnologia
%d bloggers like this: