Генетический детектив раскрыл пути миграции вредителя-совки

Хлопковая совка (Spodoptera frugiperda) — опасный сельскохозяйственный вредитель, угрожающий продовольственной безопасности. Он поражает более 350 видов растений, от кукурузы до хлопка и овощей.

Этот вредитель родом из тропиков и субтропиков Америки. В 2016 году его впервые обнаружили в Западной Африке, после чего он, как считалось, быстро распространился по Африке, Азии, Австралии и Океании. В Африке потери кукурузы от совки оцениваются до 17.7 млн тонн ежегодно.

Детективная работа с геномами

Исследователь CSIRO доктор Ви Тек Тай и его команда использовали методы секвенирования нового поколения для анализа генетического разнообразия этого инвазивного насекомого. Их работа, опубликованная в Scientific Reports, направлена на выявление путей вторжения, обнаружение гибридизации и устойчивости к инсектицидам.

«Мы использовали генетические маркеры, чтобы изучить поток генов между популяциями во времени и на разных континентах», — сказал Тек.

Анализ целого генома, а не только митохондриальных генов, показал, насколько сложны популяции совки.

Неожиданные пути распространения

Исследование выявило ключевые генетические сигнатуры, показавшие, что совка распространилась с запада на восток — из Азии в Африку (популяции Уганды и Малави).

«Наши выводы опровергают прежний консенсус, что совка просто распространилась из Америки в Западную Африку, а затем на восток в Азию», — отметил ведущий автор доктор Рахул Рейн.

Также оказалось, что популяции в Мьянме и Китае генетически различны. Это указывает на множественные независимые интродукции в Азию, вероятно, из-за международной торговли.

Австралийское происхождение

Популяции совки в Австралии, обнаруженной там в январе 2020 года, также показали значительные генетические различия:

• Популяции Квинсленда генетически близки к популяции Папуа — Новой Гвинеи (PNG), которая, в свою очередь, связана с провинцией Юньнань в Китае.
• Популяция Западной Австралии была более близка к соседним популяциям в Малайзии и Индии, что указывает на другой путь проникновения.

Это совпадает с разными профилями устойчивости к пестицидам, обнаруженными у популяций Западной Австралии и Квинсленда.

Значение для биобезопасности

Понимание путей перемещения совки по её генам помогает определить, какие торговые пути требуют усиленного биобезопасного контроля, чтобы предотвратить новые интродукции. Это особенно важно для сдерживания других инвазивных видов Spodoptera.

Поскольку популяции различаются по устойчивости к инсектицидам, в Австралии необходимо продолжать мониторинг потока генов в местные популяции. Знание генетического кода поможет разработать целенаправленные стратегии управления для сельскохозяйственного сектора.