Un equipo de investigadores de la Facultad de Agricultura de la Universidad Estatal de Montana descubrió un microbio previamente no identificado que vive simbióticamente con la mosca sierra del tallo del trigo, una plaga que causa cientos de millones de dólares en daños a los cultivos de trigo cada año. El descubrimiento, el resultadode un proyecto de un año de duración, proporciona la base para futuras investigaciones que podrían ser vitales para combatir las pérdidas causadas por las moscas aserradoras de trigo en Montana y más allá.
Carl Yeoman en el Departamento de Ciencias de los Animales y del Rango y David Weaver en el Departamento de Recursos de la Tierra y Ciencias del Medio Ambiente publicaron un artículo en la revista PeerJ en agosto junto con un equipo de colegas. El documento describe el descubrimiento del microbio Spiroplasma sp. WSS - su nombre es un guiño a las moscas aserradoras de trigo en las que se descubrió. El proyecto se inspiró en el conocimiento de relaciones simbióticas similaresentre otros insectos y microbios dentro de ellos.
Yeoman dijo que las moscas aserradoras de tallo de trigo causan hasta $ 350 millones en daños a los cultivos de trigo cada año en las Grandes Llanuras del Norte. La motivación para investigar esas relaciones simbióticas surgió de una hipótesis de que si se pudieran identificar los microbios en las moscas aserradoras de trigodeterminaron sus funciones, tal vez podrían manipularse para funcionar como una herramienta de gestión para las moscas de sierra.
"Muchas especies de insectos tienen simbiontes microbianos, y estas relaciones son a menudo esenciales para la supervivencia de ambos organismos", dijo Yeoman. "Se ha demostrado que los simbiontes microbianos afectan todo, desde el éxito reproductivo de sus huéspedes de insectos hasta su nutrición, lo que permiteellos para sobrevivir con dietas de baja calidad, e incluso su capacidad para defenderse contra los patógenos ".
Entonces, el equipo se propuso determinar qué microbios están asociados con las moscas de sierra del tallo del trigo y si podrían manipularse para afectar la capacidad de la mosca de sierra para dañar los cultivos de trigo.
Las moscas serras del tallo del trigo son una de las plagas de trigo más extendidas en el oeste de América del Norte, dijo Weaver, dañando el trigo al penetrar el tallo para insertar sus huevos. Las larvas luego comen tejidos que recubren el tallo, inhiben la fotosíntesis y causan alojamiento, debilitando elel proyecto fue apoyado por el Comité de trigo y cebada de Montana, que durante mucho tiempo ha estado buscando nuevas formas de controlar la plaga.
"Hemos reportado reducciones de 20% a 30% en el peso de la semilla como resultado de la alimentación de la mosca sierra", dijo Weaver. "Pero si el tallo cae y una cosechadora no lo levanta, pasa de una pérdida del 30%a una pérdida del 100% de ese tallo. Es un problema bastante grande y realmente frustra a los productores ".
Otros miembros del equipo de investigación incluyeron a Curtis Fowler de ciencias animales y de rango; la investigadora postdoctoral Laura Brutscher y la estudiante de pregrado Furkan Ibaoglu, que se graduó en 2018, del Departamento de Microbiología e Inmunología; y Kevin Wanner del Departamento de Ciencias Vegetales y VegetalesPatología, junto con investigadores de la Universidad de Chicago y el Laboratorio de Biología Marina en Woods Hole, Massachusetts.
El equipo comenzó su estudio recolectando moscas aserradoras de tallo de trigo de dos lugares en las etapas larval y adulta. Las llevaron de vuelta a sus laboratorios y comenzaron a examinarlas, donde observaron tres tipos de material genómico en sus muestras: ADN de la planta de trigo, ADN de la mosca aserrada y una especie de microbio previamente no descrita perteneciente al género Spiroplasma.
Basado en elementos del genoma del microbio en comparación con el genoma de la mosca sierra, que fue secuenciado completamente a través de otro proyecto en el que trabajaron Wanner y Weaver, el equipo dedujo que Spiroplasma sp. WSS podría ayudar a las moscas de sierra a descomponer los azúcares que comen y ayudarlospara fabricar otros nutrientes que no obtienen de su dieta rica en carbohidratos, incluidas las vitaminas B clave.
"[Spiroplasma] desempeña un papel en ciertas funciones que la mosca sierra no puede hacer tan bien por sí misma", dijo Weaver. "Estas funciones son lo que estamos tratando de entender y potencialmente cómo podrían adaptarse estas cosas,y el rol del simbionte truncado para ser utilizado como una herramienta de gestión potencial "
Ese método ha demostrado potencial en otras investigaciones: un grupo de académicos que trabajan en China examinó un sistema similar en los pulgones de los guisantes y descubrió que cuando los microbios simbióticos se inhibían con el uso de antibióticos, o en otro caso, con veneno de escorpión,La fertilidad de los pulgones disminuyó significativamente, reduciendo su población y el riesgo que representaban para las plantas de guisantes. Es posible que se puedan utilizar enfoques similares con las moscas serradoras de trigo y el nuevo simbionte Spiroplasma, dijo Weaver.
Yeoman y Weaver planean hacer propuestas futuras para ampliar su comprensión del papel que desempeña Spiroplasma sp. WSS en las moscas de sierra y otros insectos.
"Nos propusimos identificar los microbios simbióticos de las moscas de sierra del tallo del trigo ... para poder comenzar a determinar si estas relaciones insecto-microbianas podrían explotarse como medidas alternativas para controlar el daño del WSS en los cultivos", concluyeron Yeoman y Weaver ensu documento "La identificación de Spiroplasma sp. WSS y una mayor comprensión genética de su metabolismo proporcionan un primer paso crítico hacia nuestra búsqueda de un nuevo enfoque de biocontrol".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Montana . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :