Борьба с вредителями с помощью больших данных: Геномно-метагеномный щит батата

Батат, важная культура для борьбы с глобальным голодом, сталкивается с серьёзными угрозами от вредителей, таких как белокрылки и долгоносики, что влияет на рост растений и урожайность. Новое исследование использует силу геномных и метагеномных данных для прогнозирования численности вредителей и выявления ключевых генов, которые могут укрепить защитные механизмы растения.

Традиционные методы селекции сталкиваются с трудностями в быстром решении этих сложных взаимодействий с вредителями. Роль микробных сообществ в защите растений привлекает внимание как потенциальное решение.

Исследователи из Университета Теннесси и их коллеги опубликовали исследование 10 мая 2024 года в журнале Horticulture Research. В нём изучается, как метагеномные данные можно использовать для улучшения понимания взаимодействий растений и насекомых у батата.

Исследование использовало высокопроизводительное секвенирование и профилирование метагенома для изучения взаимодействий между бататом и насекомыми-вредителями, в частности белокрылками. С помощью количественного редуцированного репрезентативного секвенирования (qRRS) были выявлены значимые корреляции между насекомыми-вредителями и различными микробными сообществами в метагеноме батата.

В частности, исследование показало, что пути этилена и модификации клеточной стенки имеют решающее значение для устойчивости к белокрылкам. Включение данных метагенома в качестве ковариат в модели геномного прогнозирования привело к значительному улучшению точности прогноза устойчивости к вредителям.

Доктор Боде А. Олуколу, ведущий исследователь, заявил: «Наши результаты подтверждают теорию голобионта, предполагая, что учёт метагенома вместе с геномом хозяина обеспечивает более точный прогноз устойчивости к вредителям. Этот подход может революционизировать стратегии селекции батата и других культур».

Интеграция данных метагенома в селекционные программы может привести к созданию сортов батата с повышенной устойчивостью к вредителям, снижая зависимость от химических пестицидов. Это исследование прокладывает путь для дальнейшего изучения роли связанных с растениями микробных сообществ в защите и устойчивости сельскохозяйственных культур.