Sciencemag.cz
Doporučujeme
Vědci úspěšně zmapovali celý genom lýkožrouta smrkového, Ips typographus, který během jednoho roku dokáže zničit v Evropě a Asii více než 100 milionů metrů krychlových smrkového lesa. Znalost genomu otevírá cestu novému výzkumu tohoto významného škůdce, a je základem pro hledání nových metod jeho účinné kontroly. Mezi členy výzkumného týmu je také prof. Schlyter, který se již několik let podílí na projektu EXTEMIT-K Fakulty lesnické a dřevařské ČZU.
Znalost genomu lýkožrouta smrkového umožňuje daleko hlubší pochopení toho, jak a proč se stal tak úspěšným lesním škůdcem. Výzkum jeho genomu mimo jiné odhalil, že lýkožrout smrkový má neobvykle velké množství genů, které se účastní procesů spojených s rozkladem buněčných stěn rostlin. Naproti tomu se nezdá, že by měl zvýšený počet genů, které jsou zodpovědné za odstraňování toxických látek. To je velmi překvapivé, protože pryskyřice ve stromech je pro hmyz velmi toxická.
Nedávno dokončené sekvenování celého genomu kůrovce smrkového (Ips typographus) by mohlo potenciálně připravit cestu pro vysoce specifickou kontrolu škůdce pomocí interference RNA (RNAi).
RNAi je nástroj molekulární biologie, který pomocí dvouvláknové RNA vysoce specificky tlumí expresi vybraného genu. Díky tomu se aktivita daného genu dočasně zastaví nebo se sníží, aniž by došlo ke změně genomu. Tato metoda může poskytnout jasné informace o rolích, které hrají jednotlivé geny v biologii kůrovce a znalost jeho genomu celý proces výrazně usnadňuje.
Vědci doufají, že v budoucnu by mohla být metoda RNAi použitelná v praktické kontrole škůdců v lesích. „Můžete například potlačit geny, které mají přímý vliv na přežití, nebo se zaměřit na geny, které jsou klíčové pro reprodukci kůrovce nebo jejich schopnost vnímat feromony používané k páření a napadání smrkových lesů,“ říká Martin N. Andersson, profesor na Univerzitě v Lundu. Metody založené na vypínání jednotlivých genů jsou druhově specifická a nemají žádné nežádoucí škodlivé vedlejší účinky na jiné organismy.
„V Severní Americe existuje mnoho dalších významných druhů kůrovců ze stejného rodu Ips. Mapa genomu Lýkožrouta smrkového může být využita jako vodítko, které pomůže Američanům studovat jejich vlastní původní druhy,“ říká Fredrik Schlyter, profesor Švédské univerzity zemědělských věd, SLU.
Kromě Univerzity v Lundu a Švédské univerzity zemědělských věd se studie zúčastnili vědci z České zemědělské univerzity, Norského institutu pro výzkum biohospodářství, Institutu Maxe Plancka pro chemickou ekologii v Německu a Laboratoř vědy pro život (SciLifeLab) Univerzity v Uppsale.
Aby bylo možné studovat genom lýkožrouta smrkového, vědci v laboratoři prováděli příbuzenské křížení po více než deset generací druhu. To bylo potřebné pro získání homogenní DNA s relativně malou genovou variabilitou. Poté extrahovali DNA z přibližně 100 jedinců. Extrahovaná DNA byla biochemicky sekvenována v malých fragmentech, které byly následně sestaveny pomocí výkonných počítačů. Vědci poté porovnali výsledky s dostupnými genomy jiných druhů hmyzu a analyzovali, které geny jsou u lýkožrouta smrkového specificky zmnoženy a které naopak redukovány v porovnání s jinými blízce příbuznými druhy. Podle hodnocení výzkumných pracovníků je získaný genom velmi kvalitní a jeho kvalita je srovnatelná s genomy nejlépe studovaných druhů hmyzu, jako jsou octomilky a komáři.
Článek s názvem A highly-contiguous genome assembly of the Eurasian spruce bark beetle, Ips typographus, provides insight into a major forest pest byl nedávno publikován v Communications Biology.
