El escarabajo asiático de cuernos largos, Anoplophora glabripennis, también conocido como el escarabajo del cielo estrellado, es originario del este de Asia, pero ha invadido con éxito América del Norte y Europa donde infesta arces, abedules, sauces, olmos y álamos. Publicado en el diarioGenome Biology, un equipo internacional de científicos informa sobre la secuenciación, anotación y exploración comparativa del genoma de este escarabajo en un esfuerzo por desarrollar herramientas novedosas para combatir su propagación y comprender mejor la biología de las plagas invasoras de la madera. El proyecto involucró a científicos deMás de 30 instituciones de investigación en todo el mundo, incluyendo el Instituto Suizo de Bioinformática SIB y la Universidad de Ginebra UNIGE. Los resultados comienzan a ayudar a desentrañar la compleja base genética y genómica de la invasividad del escarabajo asiático de cuernos largos y el éxito evolutivo de cómolos escarabajos explotan las plantas.
La Oficina Federal Suiza para el Medio Ambiente FOEN enumera más de 100 especies invasoras que ya representan amenazas en Suiza, incluido el escarabajo asiático de cuernos largos y otros insectos como la polilla del árbol, la mariquita arlequín, el mosquito tigre asiático y elEscarabajos de la patata de Ambrosia y Colorado. El Instituto Federal Suizo de Investigación de Bosques, Nieve y Paisajes WSL considera que Anoplophora glabripennis es una de las plagas más peligrosas que afectan a los árboles de hoja ancha. Los escarabajos hembras adultas mastican la corteza del árbol para depositar sus huevos en unpequeño agujero, por lo que tan pronto como las larvas eclosionan tienen una fuente lista de tejido de plantas vasculares para alimentarse. A medida que maduran, las larvas hacen túneles profundos en el duramen del árbol, con cada larva capaz de consumir hasta 1'000cm cúbicos de madera en su vida útil. Los adultos emergentes generalmente producirán la próxima generación en el mismo árbol huésped, pero las infestaciones de alta densidad eventualmente matarán al árbol, por lo que deben dispersarse paraencontrar nuevos árboles anfitriones para sus crías.Es probable que los primeros invasores fueran importados sin saberlo como larvas escondidas dentro de materiales de embalaje de madera.Las nuevas leyes que exigen que dichos envases de China se sequen con calor o se traten químicamente para matar cualquier larva han ayudado a limitar las nuevas invasiones, y las inspecciones efectivas de plagas y la creciente conciencia pública están demostrando ser exitosas para ayudar a prevenir una mayor propagación de escarabajos de cuernos largos asiáticos en Suiza.
El proyecto de investigación en colaboración para secuenciar, anotar y explorar el genoma de Anoplophora glabripennis fue dirigido por el profesor Duane McKenna de la Universidad de Memphis, con secuenciación de ADN y ensamblaje del genoma realizado en el Baylor College of Medicine dirigido por el profesor Stephen Richards comoparte del proyecto de genoma de artrópodos i5K. El equipo de investigadores que analizó esta nueva riqueza de datos genéticos y genómicos incluyó a expertos del Instituto Suizo de Bioinformática SIB y de la Facultad de Medicina de la Universidad de Ginebra, el Dr. Panagiotis Ioannidis y el Dr. Robert Waterhouse del grupodel Prof. Evgeny Zdobnov. Los esfuerzos del equipo internacional fueron posibles gracias a la financiación de agencias de los Estados Unidos, incluido el Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano, la Fundación Nacional de Ciencias, el Instituto Nacional de Alimentos y Agricultura, e Institutos Nacionales de Salud, así como elGerman Research Foundation y la Swiss National Science Foundation. Sus hallazgos de explosonar el genoma 710 megabasepair y sus genes codificados 22'035 se publican en un manuscrito completo en la revista Genome Biology.
La secuenciación y anotación del genoma del escarabajo permitió a los investigadores realizar análisis comparativos detallados con otros insectos y examinar los miles de genes codificados en busca de pistas sobre cómo han evolucionado para alimentarse con éxito de los tejidos de los árboles. El profesor McKenna dijo "La investigación en mi laboratorio hase centró en la evolución de las interacciones escarabajo-planta y la fitofagia, es decir, la alimentación de plantas, por lo que la secuenciación de todo el genoma ahora nos permite identificar el conjunto completo de genes que facilitan la alimentación especializada de este escarabajo en plantas leñosas ". Explicó además que"En particular, la duplicación de genes, es decir, la generación de nuevas copias de genes en este genoma del escarabajo, y su posterior divergencia funcional, han sido factores importantes que han llevado a la expansión y mejora de su repertorio de genes metabólicos, en algunos casos involucrando genes adquiridos de hongos.y bacterias "
Además de codificar muchas de estas enzimas necesarias para degradar los tejidos de las plantas, el genoma también reveló varios conjuntos expandidos de genes que se sabe que son importantes para la desintoxicación de los químicos que normalmente producen las plantas para defenderse de los ataques de tales plagas."Esto significa que el escarabajo puede deshacerse rápidamente de estos químicos tóxicos para la defensa de las plantas que normalmente disuadirían a la mayoría de los insectos, y continuar alimentándose de los tejidos leñosos de los árboles huéspedes", explicó el Dr. Ioannidis. El Dr. Waterhouse agregó que "Usar nuestroCon herramientas genómicas comparativas, como OrthoDB y BUSCO, pudimos clasificar los genes en los que se comparten entre muchas especies de insectos y aquellos que son específicos de los escarabajos, especialmente los escarabajos que se alimentan de plantas, para resaltar genes que pueden ser particularmente importantes para las innovaciones biológicas que han permitidoescarabajos para convertirse en un grupo de insectos tan exitoso, y en este caso peligroso, "
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Materiales proporcionado por Instituto Suizo de Bioinformática . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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