مونتاژ ژنومی حشره بدبوی برنج ابزار جدیدی با اطلاعات اطلاعاتی در مبارزه با آفت پرهزینه ارائه می دهد.

ویرایش شده توسط Sadie Harley، بررسی توسط Robert Egan

این مقاله با توجه به روند و سیاست‌های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

دانشمندان در حال بررسی حشره بدبوی برنج، یکی از مهم ترین تهدیدات برنج، غذای اصلی تقریبا نیمی از جمعیت جهان و یک محصول عمده در آرکانزاس هستند.

محققان در ایستگاه آزمایش کشاورزی آرکانزاس، بازوی تحقیقاتی بخش کشاورزی دانشگاه آرکانزاس، اولین ژنوم مرجع با کیفیت بالا در مقیاس کروموزومی را برای حشره بدبوی برنج، Oebalus pugnax، تولید کردند که بیش از 13000 ژن با ارتباط بیولوژیکی و کشاورزی گسترده را شناسایی کرد.

این توسعه یک منبع اساسی ایجاد کرد تا به دانشمندان کمک کند تا درک بهتری از نحوه تغذیه حشره، سازگاری با گیاهان میزبان و ایجاد مقاومت بالقوه در برابر حشره کش ها ایجاد کنند.

این مطالعه که در مجله Heredity منتشر شده است، دقیق ترین تجزیه و تحلیل ژنومی تا به امروز را از حشره بدبوی برنج ارائه می دهد که از بیش از 15 گونه گیاهی میزبان، از جمله سورگوم دانه تغذیه می کند و در برخی از جمعیت ها نسبت به حشره کش های پیرتروئید مقاومت نشان داده است.

ریچ آدامز، استادیار آمار کشاورزی ایستگاه آزمایش و نویسنده مسئول این مطالعه، گفت: «این اولین نمای کروموزومی ما از ژنوم حشره بدبوی برنج را به ما می‌دهد.

"ما توانستیم بسیاری از ژنوم هسته ای را جمع آوری کنیم، بیش از 13000 ژن را شناسایی کنیم و ویژگی های ژنتیکی دخیل در زیست شناسی حشره و تعامل با سیستم های کشاورزی را کشف کنیم. این یک پایه و فرضیه برای مطالعات آینده در مورد زیست شناسی و مدیریت حشره بد بو برنج ایجاد می کند."

آدامز همچنین یکی از اعضای هیئت علمی آموزشی در گروه حشره شناسی و آسیب شناسی گیاهی در کالج دیل بامپرز علوم کشاورزی، غذا و علوم زیستی در دانشگاه آرکانزاس و مرکز تجزیه و تحلیل داده های کشاورزی ایستگاه آزمایش است.

مجموعه ژنوم اولین کروموزوم های پیش بینی شده و محتوای ژنی آنها را در اختیار محققان قرار داد. آدامز گفت، همچنین شواهدی از تقریبا 21000 RNA غیر کدکننده را نشان داد.

تجزیه و تحلیل ژن‌هایی را با نقش‌های پیش‌بینی‌شده در هضم گیاهان، از جمله آنزیم‌های فعال کربوهیدرات، و گسترش و انقباضات آشکار در خانواده‌های ژنی مرتبط با ویژگی‌های کلیدی تاریخ زندگی و تأثیر کشاورزی شناسایی کرد.

محققان با استفاده از فناوری های توالی یابی پیشرفته، ژنوم 826 میلیون جفت پایه حشره بدبوی برنج را با وضوح بی سابقه ای بازسازی کردند. این کار خانواده‌های ژنی مرتبط با تغذیه، سازگاری میزبان و سم‌زدایی و همچنین ژن‌هایی را شناسایی کرد که ممکن است در مقاومت به حشره‌کش نقش داشته باشند.

آلن سالانسکی، استاد حشره شناسی و آسیب شناسی گیاهی ایستگاه آزمایش و یکی از نویسندگان این مطالعه، گفت: «این ژنوم پایه ای برای مطالعه ساختار ژنوم، تکامل خانواده ژن، تغذیه گیاه، سازگاری میزبان، سم زدایی و مقاومت بالقوه حشره کش فراهم می کند.

این تحقیق جدید بر اساس یافته‌های مطالعه قبلی Szalanski، Adams و همکارانش با UADA و دانشگاه A&M فلوریدا است که تنوع ژنتیکی را در بین جمعیت‌های حشرات بدبوی برنج در آرکانزاس، می‌سی‌سی‌پی، فلوریدا و کوبا بررسی کرد.

در آن مطالعه قبلی که در حشره‌شناس فلوریدا منتشر شد، محققان یک نشانگر DNA میتوکندری را تجزیه و تحلیل کردند و تنوع ژنتیکی بالایی در جمعیت‌های O. pugnax پیدا کردند. نتایج به حرکت حشرات بدبوی برنج در بین ایالت های جنوب شرقی اشاره کرد و نشان داد که دو گونه مهاجم اوبالوس که در فلوریدا یافت می شوند ممکن است از کوبا منشا گرفته باشند.

سالانسکی گفت: "اولین مطالعه به ما کمک کرد تا بفهمیم که چگونه جمعیت حشرات بدبوی برنج از نظر ژنتیکی متفاوت است و در مناطق مختلف حرکت می کند." این ژنوم جدید ابزارهایی را به ما می دهد تا مکانیسم های بیولوژیکی پشت این تفاوت ها و چگونگی سازگاری این آفت با سیستم های تولید برنج را بررسی کنیم.

آدامز خاطرنشان کرد که یک مجموعه ژنوم نشان دهنده یک نقطه شروع علمی به جای یک محصول نهایی است. با در دسترس قرار گرفتن داده های اضافی، محققان می توانند مجموعه را اصلاح کرده و از آن برای آزمایش فرضیه های جدید در مورد تکامل، رفتار و مدیریت حشرات بدبوی برنج استفاده کنند.

سالانسکی گفت: "دانستن بیشتر در مورد اساس ژنتیکی این صفات در نهایت می تواند به محققان کمک کند تا استراتژی های نظارت و مدیریت بهتری برای تولیدکنندگان برنج توسعه دهند."

Rokeya Akter، دانشجوی کارشناسی ارشد در گروه حشره شناسی و آسیب شناسی گیاهی، اولین نویسنده این مطالعه بود که در مجله Heredity منتشر شد. نویسندگان مشترک عبارتند از محمد سیاب میا، دکترا، دستیار ارشد پژوهشی در دپارتمان، و دوان دی مک کنا، استاد زیست شناسی ویلیام هیل و مدیر مؤسس مرکز تحقیقات تنوع زیستی در دانشگاه ممفیس.

Rokeya Akter و همکاران، مجموعه ژنومی در مقیاس کروموزوم حشره بدبوی برنج (Hemiptera: Oebalus pugnax) ساختار ژنوم و تکامل خانواده ژن را در Pentatomidae، Journal of Heredity (2026) روشن می کند. DOI: 10.1093/jhered/esag053

کارشناسی علوم زیستی و اکولوژی. پیشینه آزمایشگاه میکروبیولوژی با تجربه اخبار دارویی در صنایع نفت، گاز و تجدیدپذیر. نمایه کامل →

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →