un cromosoma

Biologia delle comunicazioni volume 6, numero articolo: 813 (2023) Citare questo articolo

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Gli insetti hanno una gamma di ospiti limitata a causa dell'adattamento genomico. I tisanotteri, comunemente noti come tripidi, occupano habitat alimentari distinti, ma mancano analisi genomiche comparative e risorse genomiche disponibili limitate. In questo studio, il genoma a livello cromosomico di Stenchaetothrips biformis, un parassita oligofago del riso, viene assemblato utilizzando più tecnologie di sequenziamento, tra cui PacBio, letture brevi Illumina e tecnologia Hi-C. Si ottiene un genoma di 338,86 Mb, costituito da 1269 contig con una dimensione contig N50 di 381 kb e una dimensione N50 di scaffold di 18,21 Mb. Successivamente, vengono annotati 17.167 geni codificanti proteine ​​​​e il 36,25% di elementi ripetitivi. Analisi genomiche comparative con altri due tripidi polifagi, rivelando famiglie di geni di disintossicazione e di risposta allo stress contratta correlata alla chemosensorialità espansa e di disintossicazione in S. biformis, potenzialmente facilitando l'adattamento del riso. Nelle specie di tripidi polifagi Frankliniella occidentalis e Thrips palmi, le famiglie di geni espansi sono arricchite nel metabolismo di composti aromatici e contenenti antociani, nell'immunità contro i virus e negli enzimi di disintossicazione. Queste famiglie di geni di espansione svolgono un ruolo cruciale non solo nell'adattamento agli ospiti ma anche nello sviluppo della resistenza ai pesticidi, come evidenziato dai risultati del trascrittoma dopo il trattamento con insetticidi. Questo studio fornisce un assemblaggio del genoma a livello cromosomico e getta le basi per ulteriori studi sull'evoluzione dei tripidi e sulla gestione dei parassiti.

L'ordine dei Tisanotteri, comunemente chiamati tripidi, comprende oltre 7000 specie, con una lunghezza del corpo che varia da 1 a 3 mm1,2. I tripidi presentano caratteristiche biologiche diverse, con circa la metà delle specie conosciute che si nutrono di funghi e alcune che si nutrono di piccoli artropodi3. Le restanti specie sono fitofache, alcune delle quali capaci di arrecare danni alle colture agricole e orticole. Esempi di tali specie includono Frankliniella occidentalis, Thrips palmi, Stenchaetothrips biformis e Thrips tabaci. Nonostante la loro importanza ecologica, mancano le risorse genomiche per facilitare una migliore comprensione dei meccanismi genetici e molecolari alla base dell'adattamento dei tripidi ai loro diversi ospiti.

S. biformis (Thysanoptera: Thripidae), comunemente noto come tripide del riso, è un parassita altamente distruttivo per le colture di riso (Fig. 1). La specie ha un'ampia distribuzione in Asia, Europa, Oceania e Sud America, come documentato in numerosi studi4,5,6. Sebbene S. biformis sia oligofago e possa infestare varie specie di Poaceae, tra cui grano, orzo, canna da zucchero4 e Leersia hexandra, è noto per i gravi danni che provoca al riso. Il parassita usa il suo apparato boccale "punge e succhia" per attaccare principalmente le giovani foglie del riso durante le fasi di semina e accrescimento. L'attacco può provocare l'arrotolamento delle foglie, lo scolorimento e persino l'avvizzimento dell'intera pianta. Dagli anni '70, S. biformis è stata responsabile della perdita di rendimento nella produzione di riso in diversi paesi asiatici. Attualmente il genoma di S. biformis non è stato ancora riportato.

Barra della scala: 200 μm.

S. biformis mostra differenze biologiche rispetto alle altre due specie di tripidi, F. occidentalis e T. palmi, i cui genomi sono stati descritti. Queste variazioni includono la gamma degli ospiti, le abitudini alimentari e i virus e i batteri simbiotici che trasportano. Nello specifico, S. biformis si nutre prevalentemente di giovani foglie di riso, mentre F. occidentalis si nutre di una gamma più ampia di colture, tra cui ortaggi e piante ornamentali7. T. palmi, invece, ha un ventaglio di ospiti relativamente ridotto e provoca danni soprattutto ai frutti, alle foglie e ai fiori degli ortaggi, nonché ad alcune piante ornamentali come le orchidee8.

S. biformis non è stato segnalato come vettore di alcun virus, a differenza di F. occidentalis, che è noto per trasmettere almeno undici virus vegetali9, compreso l'ortotospovirus dell'avvizzimento maculato del pomodoro (TSWV)10. Inoltre, T. palmi è un vettore per la trasmissione di diversi tospovirus vegetali, tra cui il virus della necrosi delle gemme dell'arachide (GBNV)11 e il virus della necrosi delle gemme dell'anguria (WBNV)12, entrambi i quali possono causare gravi perdite di raccolto. Inoltre, nell'intestino posteriore e nei tuberi malpighiani di F. occidentalis13 sono stati rinvenuti due tipi di batteri simbionti appartenenti alla famiglia delle Enterobacteriaceae. Questi simbionti sono vantaggiosi per F. occidentalis in condizioni di scarsità di cibo14. Al contrario, fino ad oggi, non ci sono segnalazioni di simbionti batterici né in T. palmi né in S. biformis.