Ученые Службы сельскохозяйственных исследований Минсельхоза США собрали первый высококачественный геном пустынной саранчи – этого ненасытного вредителя, заслужившего репутацию библейской чумы и мигрирующего на большие расстояния
Геном пустынной саранчи (Schistocerca gregaria) огромен и содержит чуть менее 9 миллиардов пар оснований, что почти в три раза превышает размер генома человека, цитирует ученых портал www.eurekalert.org.
«Мы были обеспокоены тем, что, столкнувшись с этим огромным и, вероятно, сложным геномом пустынной саранчи, работы затянется надолго. Тем не менее, мы смогли перейти от сбора образцов к окончательной сборке генома менее чем за 5 месяцев, — рассказал энтомолог Скотт М. Гейб из исследовательского отдела ARS и один из руководителей группы. — Пустынная саранча — один из крупнейших когда-либо созданных геномов насекомых, и мы получили его из одного образца».
Образцовую саранчу предоставил эколог-химик Болдуин Торто из Международного центра физиологии и экологии насекомых (ICIPE) в Найроби, Кения. Он и его команда выслеживали стаи саранчи, собирая образцы по всей Кении, пока не поймали двух родителей для разведения потомства с точной родословной.
«Размер хромосом пустынной саранчи поразителен; сравните их с моделью плодовой мушки Drosophila melanogaster, первого когда-либо собранного генома насекомого. Многие из отдельных хромосом пустынной саранчи больше, чем весь геном плодовой мушки. – Рассказывает Гейб. — С пустынной саранчой мы имели дело с гораздо большим геномом, состоящим из гораздо меньшего количества частей — около 8,8 Гб всего в 12 хромосомах. Рядом с плодовой мухой это как 18-колесный грузовик рядом с компактным автомобилем».
Служба ARS сделала геном доступным для международного исследовательского сообщества через Национальный центр биотехнологической информации.
Нашествие пустынной саранчи носит циклический характер и упоминается со времен фараонов в Древнем Египте, еще в 3200 г. до н.э. Вредители вызывают опустошение в Восточной Африке, на Ближнем Востоке и в Юго-Западной Азии, угрожая продовольственной безопасности многих стран.
Урон от саранчи поистине катастрофичен. Небольшой рой может съесть за день столько еды, которой можно было бы прокормить 35 000 человек.
Текущая борьба с пустынной саранчой в основном зависит от обнаружения роев и опрыскивания их пестицидами широкого спектра действия. В конечном счете, это открытие в области геномики может снизить зависимость пестицидов.
«Наличие высококачественного генома — это большой шаг к поиску целевых средств контроля, — пояснил Гейб. — Это также даст нам ценную информацию о родственниках пустынной саранчи, которые являются основными вредителями в Америке, таких как мормонский сверчок, еще один роящийся вид, который может повлиять на продовольственную безопасность США».
Эта работа является частью инициативы Ag100Pest, программы ARS по разработке высококачественных геномов 100 основных членистоногих вредителей в сельском хозяйстве в качестве основы для фундаментальных и прикладных исследований.
Пустынная саранча (Schistocerca gregaria) — вид короткорогого кузнечика, который периодически меняет форму тела, поведение и скорость размножения в зависимости от условий окружающей среды, таких как обилие осадков и влажность. Рои могут оставаться в воздухе в течение длительного периода времени и регулярно пересекают Красное море, преодолевая расстояние около 300 км. Но это не предел: саранча добралась, например, от Северо-Западной Африки до Британских островов в 1954 году и от Западной Африки до Карибского моря в 1988 году примерно за 10 дней. Стаи могут преодолевать до 1000 км за одну неделю.
Стая площадью на одном квадратном километре может содержать до 80 миллионов взрослых особей. Каждое новое поколение в рое может быть до 20 раз больше предыдущего.
(Источник: www.eurekalert.org. Фото Брэндона Ву).
