染色体

Communications Biology volume 6、記事番号: 813 (2023) この記事を引用

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昆虫はゲノム適応により宿主範囲が限られています。 一般にアザミウマとして知られるThhysanopteraは、独特の摂食環境を占めていますが、比較ゲノム解析が不足しており、利用可能なゲノムリソースも限られています。 この研究では、イネの貧食害虫であるステンカエトザリプス ビフォルミスの染色体レベルのゲノムが、PacBio、イルミナのショートリード、Hi-C テクノロジーなどの複数の配列決定技術を使用して組み立てられています。 338.86 Mb のゲノムが得られます。これは、コンティグ N50 サイズが 381 kb、スキャフォールド N50 サイズが 18.21 Mb の 1269 コンティグから構成されます。 その後、17,167 個のタンパク質コード遺伝子と 36.25% の反復要素に注釈が付けられます。 他の2種の多食性アザミウマとの比較ゲノム解析により、S. biformisにおける化学感覚関連の収縮および拡張されたストレス応答および解毒遺伝子ファミリーが明らかになり、イネの適応を促進する可能性があることが明らかになった。 多食性のアザミウマ種である Frankliniella occidentalis とアザミウマ パルミでは、芳香族化合物やアントシアニン含有化合物の代謝、ウイルスに対する免疫、解毒酵素などが豊富に拡張された遺伝子ファミリーです。 これらの拡大遺伝子ファミリーは、殺虫剤処理後のトランスクリプトーム結果から明らかなように、宿主への適応だけでなく、農薬耐性の発達にも重要な役割を果たします。 この研究は染色体レベルのゲノムアセンブリを提供し、アザミウマの進化と害虫管理に関するさらなる研究の基礎を築きます。

一般にアザミウマと呼ばれるアザミウマ目は 7,000 種を超え、体長は 1 ～ 3 mm の範囲です 1,2。 アザミウマは多様な生物学的特徴を示し、既知の種の約半数は菌類を捕食し、少数の種は小型の節足動物を捕食します3。 残りの種は植物食性であり、農作物や園芸作物に害を及ぼす可能性のあるものもあります。 そのような種の例としては、Frankliniella occidentalis、Thrips palmi、Stenchaetothrips biformis、およびThrips tabaciが挙げられる。 アザミウマの生態学的重要性にもかかわらず、アザミウマのさまざまな宿主への適応の根底にある遺伝的および分子的機構をより深く理解するためのゲノム資源が不足しています。

S. biformis (Thysanoptera: アザミウマ科) は一般にイネアザミウマとして知られ、稲作物に非常に破壊的な害虫です (図 1)。 いくつかの研究で記録されているように、この種はアジア、ヨーロッパ、オセアニア、南アメリカに広く分布しています4、5、6。 S. biformis は少食性で、小麦、大麦、サトウキビ 4、Leersia hexandra などのさまざまなイネ科の種に寄生する可能性がありますが、イネに深刻な被害を与えることで悪名高いです。 この害虫は、「パンチと吸う」口器を使って、主に苗作りと分げつの段階でイネの若い葉を攻撃します。 この攻撃により、葉の転がり、変色、さらには植物全体が枯れる可能性があります。 1970 年代以来、S. biformis はアジアのいくつかの国で米生産における収量損失の原因となってきました。 現在、S. biformis のゲノムはまだ報告されていません。

スケールバー: 200 μm。

S. biformis は、ゲノムが報告されている他の 2 つのアザミウマ種、F. occidentalis および T. palmi と比較すると、生物学的差異を示します。 これらの変動には、宿主の範囲、食性、宿主が運ぶウイルスや共生細菌などが含まれます。 具体的には、S. biformis は主に若い稲の葉を食べるのに対し、F. occidentalis は野菜や観賞植物を含む幅広い作物を食べる7。 一方、T. Palmi の宿主範囲は比較的狭く、主に野菜の果実、葉、花、および蘭などのいくつかの観賞植物に被害を与えます8。

トマト斑点萎凋病オルソトスポウイルス (TSWV) 10 を含む、少なくとも 11 種類の植物ウイルス 9 を媒介することが知られている F. オクシデンタリスとは異なり、S. ビフォルミスがウイルスのベクターとして報告されたことはありません。 さらに、T. パルミは、ラッカセイ芽壊死ウイルス (GBNV)11 やスイカ芽壊死ウイルス (WBNV)12 など、いくつかの植物トスポ ウイルスを伝播するベクターでもあり、どちらも深刻な作物収量損失を引き起こす可能性があります。 さらに、腸内細菌科に属する 2 種類の共生細菌が F. occidentalis の後腸およびマルピーギ管で発見されています 13。 これらの共生生物は、食物不足の条件下で F. occidentalis にとって有利です 14。 対照的に、現在までのところ、T. Palmi または S. biformis における細菌の共生に関する報告はありません。