Расшифрован полный геном елового короеда — опасного вредителя лесов
Ученые впервые полностью секвенировали геном елового лубоеда (короеда-типографа, Ips typographus). Это открывает новые возможности для исследования этих жуков и разработки эффективных методов борьбы с видом, который в отдельные годы может уничтожать более 100 миллионов кубометров еловых лесов в Европе и Азии.
Анализ генома позволил глубже понять, почему этот вид стал таким успешным вредителем. Исследователи обнаружили, что у елового короеда необычно большое количество генов, помогающих расщеплять клеточные стенки растений. При этом у него нет повышенного числа генов, отвечающих за детоксикацию, что удивительно, учитывая токсичность древесной смолы для насекомых.
Секвенирование генома потенциально открывает путь для высокоспецифичной борьбы с вредителем с помощью метода РНК-интерференции (RNAi).
RNAi — это инструмент молекулярной биологии, который с высокой точностью подавляет экспрессию конкретного гена, например, путем введения двуцепочечной РНК через пищу. Это временно останавливает или снижает производство соответствующего белка, не изменяя сам геном. Метод поможет выяснить роль конкретных генов в биологии короеда, что теперь облегчено наличием полного генома.
В будущем метод RNAi может быть использован для практического контроля вредителя в лесах.
«Например, можно подавлять гены, напрямую влияющие на выживание, или гены, критически важные для размножения короеда или его способности воспринимать феромоны, используемые для спаривания и массового нападения на ельники», — говорит Мартин Н. Андерссон, доцент Лундского университета.
Этот геномный метод специфичен к виду, что исключает нежелательные побочные эффекты для других организмов.
«В Северной Америке есть много других значимых видов из того же рода Ips. Геном евразийского короеда станет своего рода дополнительной картой, которая поможет американцам изучать свои местные виды», — говорит Фредрик Шляйтер, профессор Шведского университета сельскохозяйственных наук (SLU).
Для изучения генома исследователи провели в лаборатории сибсовое скрещивание (братско-сестринское) жуков на протяжении десяти поколений, чтобы получить однородную ДНК с малым числом вариаций. Затем они выделили ДНК примерно из 100 жуков, секвенировали её небольшими участками и собрали с помощью мощных вычислений.
Ученые сравнили результат с геномами других насекомых и проанализировали, какие группы генов расширились, а какие сократились у короеда по сравнению с близкородственными видами. По их оценкам, полученный геном отличается очень высоким качеством и сопоставим с лучшими расшифрованными геномами других насекомых, таких как плодовая мушка и комар.