Psílidos: Bichitos Pequeños, Gran Problema para los Agricultores
Los psílidos son una amenaza seria para los cultivos por la transmisión de enfermedades.
Thomas Heaven, Thomas C. Mathers, Sam T. Mugford, Anna Jordan, Christa Lethmayer, Anne I. Nissinen, Lars-Arne Høgetveit, Fiona Highet, Victor Soria-Carrasco, Jason Sumner-Kalkun, Jay K. Goldberg, Saskia A. Hogenhout
― 9 minilectura
Tabla de contenidos
- El Vectores de Enfermedades
- Quién es Quién en el Mundo de los Psílidos
- El Complejo Patosistema de los Psílidos
- Una Estrategia de Alimentación Sneaky
- Nuevos Genomas de Psílidos en el Mercado
- Analizando el Genoma de los Psílidos
- El Papel de las Bacterias
- El Juego de Selección
- Resistencia: Mecanismos de Defensa de las Plantas
- El Impacto del Clima
- La Búsqueda de Conocimiento
- Conclusión: Las Crónicas de los Psílidos
- Fuente original
- Enlaces de referencia
Los psílidos, también conocidos como pulgones saltadores, son insectos diminutos que pueden causar grandes problemas a los agricultores. Pertenecen a un grupo llamado Psylloidea, y tienen la habilidad de propagar enfermedades que pueden arruinar cultivos. En particular, algunas especies de psílidos son responsables de propagar bacterias dañinas, lo que lleva a pérdidas económicas significativas en la agricultura. Aunque pueden parecer inofensivos, estos pequeños bichos pueden causar estragos en cultivos como frutas cítricas y zanahorias, convirtiéndolos en los traviesos de mundo vegetal.
El Vectores de Enfermedades
Una de las bacterias más infames que propagan los psílidos es Candidatus Liberibacter asiaticus, que causa Huanglongbing, o HLB, una enfermedad comúnmente conocida como el amarillamiento de los cítricos. Esta enfermedad afecta a los árboles cítricos, provocando hojas amarillas y frutas amargas. Famosamente, ha puesto de rodillas a incluso las áreas productoras de cítricos más grandes. Los psílidos, siendo los principales culpables de propagar esta bacteria, se han convertido en el enemigo público número uno para los agricultores de cítricos.
Otras especies de psílidos, como Dyspersa pallida y Dyspersa apicalis, son conocidas por propagar otro tipo de problemas: Candidatus Liberibacter solanacearum. Esta bacteria ataca cultivos como patatas y zanahorias, causando problemas como el "chip cebras" en las patatas y "amarillo de zanahoria" en las zanahorias. Los agricultores en el norte de Europa, donde estos plagas prosperan, están especialmente preocupados porque a estos psílidos les encanta alimentarse de zanahorias. Es un poco como una telenovela: justo cuando piensas que tus cultivos están a salvo, llegan los psílidos con su equipaje bacteriano.
Quién es Quién en el Mundo de los Psílidos
Los psílidos prefieren picar la savia de las plantas. Tienen estas piezas bucales especializadas que les permiten perforar los tejidos vegetales y succionar los nutrientes, lo que suena más a una escena de una película de terror que a un jardín pacífico, ¿verdad? La savia tiene mucho azúcar pero poca proteína, así que los psílidos suelen depender de bacterias útiles en sus cuerpos para conseguir los nutrientes que necesitan.
Estas bacterias útiles, principalmente Candidatus Carsonella ruddii, han estado con los psílidos durante más de 240 millones de años. Tienen un genoma simplificado, lo que significa que han evolucionado para depender totalmente de sus anfitriones insectos. Esta es una relación que beneficia a ambas partes: las bacterias obtienen un hogar acogedor y los psílidos obtienen nutrientes esenciales.
El Complejo Patosistema de los Psílidos
Las interacciones entre los psílidos, las plantas de las que se alimentan y las bacterias que transmiten son increíblemente complejas. Diferentes cepas de la bacteria están asociadas con especies de psílidos específicas. Estas relaciones pueden influir en qué tan bien los psílidos pueden transmitir la bacteria y cómo las plantas responden a la infestación. Algunos psílidos pueden manipular en realidad las respuestas de las plantas para ayudar a sí mismos y a las bacterias que llevan, lo que agrega otra capa de drama a la saga de los psílidos.
Los científicos han identificado múltiples cepas de Candidatus Liberibacter solanacearum, cada una con diferentes efectos sobre la capacidad de los psílidos. Esto significa que no todos los psílidos son iguales a la hora de propagar la bacteria. Algunos son mejores en esto que otros, lo que afecta cómo se propagan las enfermedades en diferentes entornos.
Una Estrategia de Alimentación Sneaky
Cuando los psílidos se alimentan de las plantas, no solo succionan savia; también inyectan saliva que contiene proteínas, lo que les ayuda a manipular la respuesta inmune de la planta anfitriona. Esta táctica sigilosa les permite disfrutar de su festín sin ser echados de la fiesta. Sin embargo, gran parte de nuestro entendimiento de estas proteínas proviene del estudio de solo un par de especies de psílidos, particularmente el psílido asiático de los cítricos. Es como conocer los trucos de un mago, pero no de los demás.
No hay mucha información genética disponible para la mayoría de las especies de psílidos, lo que dificulta su estudio. Hay muchos genomas disponibles para sus parientes, como los pulgones, pero los psílidos han quedado atrás. ¡Eso está a punto de cambiar, sin embargo!
Nuevos Genomas de Psílidos en el Mercado
Los esfuerzos recientes han producido secuencias de genoma de alta calidad para tres especies de psílidos: Dyspersa apicalis, Dyspersa pallida y Trioza urticae. ¡Esta es una noticia emocionante para los investigadores! Con más genomas disponibles, los científicos pueden entender mejor cómo funcionan estos bichos.
D. apicalis se alimenta de zanahorias, D. pallida come tanto zanahorias como plantas silvestres, y T. urticae disfruta de una dieta de ortigas. Las tres especies tienen un gusto por propagar el problemático Candidatus Liberibacter solanacearum. También pueden hibernar en árboles coníferos durante el invierno, lo que los convierte en una preocupación durante todo el año para los agricultores.
Analizando el Genoma de los Psílidos
El proceso de generación de estas secuencias de genoma involucró técnicas de vanguardia. Los científicos extrajeron ADN de psílidos individuales, construyeron bibliotecas para secuenciación y utilizaron tecnologías avanzadas para leer su código genético. Este enfoque meticuloso resulta en una imagen más clara de la genética de cada especie.
Los ensamblajes de estos genomas ayudarán a los investigadores a identificar genes responsables de rasgos como la alimentación de plantas y la transmisión de enfermedades. También pueden explorar cómo estos genes han evolucionado con el tiempo.
El Papel de las Bacterias
Curiosamente, las bacterias útiles que viven dentro de los psílidos no son solo pasajeros en este viaje. También juegan roles significativos en el ciclo de vida del psílido, afectando su capacidad para alimentarse, reproducirse e incluso transmitir enfermedades.
La investigación muestra que estas bacterias, Candidatus Carsonella ruddii, se llevan bien con sus anfitriones psílidos, pero también han perdido muchos genes a lo largo de los años, lo que las hace dependientes de los psílidos. Es como una relación a largo plazo donde un compañero hace toda la comida, mientras que el otro mira la tele.
Los psílidos también albergan varias bacterias secundarias, que pueden influir en su salud y capacidad para transmitir enfermedades. Esta comunidad bacteriana diversa puede variar significativamente entre especies de psílidos, añadiendo más profundidad a la trama.
El Juego de Selección
Los psílidos tienen una relación complicada con sus plantas anfitrionas y los patógenos que propagan. El éxito de una especie de psílido en transmitir enfermedades depende en gran medida de la calidad de la planta anfitriona y de qué tan bien las bacterias pueden manipular los procesos de la planta.
La investigación indica que algunas cepas de Candidatus Liberibacter solanacearum pueden aumentar las posibilidades de supervivencia del psílido, mientras que otras pueden tener el efecto opuesto. Se ha demostrado que diferentes cepas afectan la aptitud de los psílidos de manera diferente, sugiriendo que hay un acto de equilibrio ocurriendo en el mundo de los insectos.
Resistencia: Mecanismos de Defensa de las Plantas
Las plantas tienen sus propias formas de defenderse contra estos pequeños plagas. Pueden reconocer cuándo están siendo invadidas y responder con defensas que buscan mantener a los insectos a raya. Sin embargo, los psílidos son bichos astutos y a veces pueden superar estas defensas utilizando su saliva para suprimir el sistema inmunológico de la planta.
La lucha entre las defensas de las plantas y los ataques de los insectos es una batalla continua, muy parecida a un juego de ajedrez donde ambos lados intentan sobrepasarse. Mientras las plantas intentan repeler a los atacantes, los psílidos están ocupados averiguando cómo superar esas defensas.
El Impacto del Clima
La ubicación geográfica donde prosperan los psílidos juega un papel importante en la transmisión de enfermedades. Algunas especies de psílidos pueden arriesgarse a propagar enfermedades a nuevas regiones debido a los cambios climáticos que les permiten sobrevivir en áreas que antes eran inhóspitas.
Si los psílidos pueden adaptarse fácilmente a nuevos entornos, pueden llevar bacterias dañinas a plantas que nunca han enfrentado estas amenazas antes. Esta posible propagación es una gran preocupación para agricultores e investigadores por igual, elevando las apuestas en la batalla entre psílidos y cultivos.
La Búsqueda de Conocimiento
A pesar de las crecientes preocupaciones sobre los psílidos y las enfermedades que propagan, aún hay mucho que no sabemos. Las complejas interacciones entre plantas, psílidos y bacterias son como una obra dramática con muchos giros y vueltas. Con los genomas recién secuenciados de D. apicalis, D. pallida y T. urticae, los investigadores ahora están mejor equipados para investigar estas interacciones.
Al profundizar en su biología, los científicos esperan encontrar formas de gestionar y controlar estas plagas, lo que podría reducir su impacto en la agricultura. Cuanto más entendamos a estos insectos, mejor podremos proteger nuestros cultivos de sus actividades nefastas.
Conclusión: Las Crónicas de los Psílidos
Los psílidos pueden ser pequeños, pero su impacto en la agricultura es todo menos despreciable. Estas pequeñas plagas, junto con sus acompañantes bacterianos, tienen el potencial de causar estragos en los cultivos y dañar los medios de vida de los agricultores en todo el mundo. Afortunadamente, con los avances en genómica y una mejor comprensión de su biología, podríamos ser capaces de darle la vuelta a la situación contra estos invasores insectos.
Así que, la próxima vez que veas un psílido saltando alrededor de una planta, recuerda: no es solo un pequeño bicho lindo; es una potencial amenaza para los cultivos en todas partes. ¿Y quién sabe? ¡Un día podríamos encontrar el secreto para mantener a estos pequeños problemáticos bajo control!
Título: Chromosome-level Assemblies of Three Candidatus Liberibacter solanacearum Vectors: Dyspersa apicalis, Dyspersa pallida, and Trioza urticae (Hemiptera: Psylloidea)
Resumen: Psyllids are major vectors of plant diseases, including Candidatus Liberibacter solanacearum (CLso), the bacterial agent associated with zebra chip disease in potatoes and carrot yellows disease in carrot. Despite their agricultural significance, there is limited knowledge on the genome structure and genetic diversity of psyllids. In this study, we provide chromosome-level genome assemblies for three psyllid species known to transmit CLso: Dyspersa apicalis (carrot psyllid), Dyspersa pallida, and Trioza urticae (nettle psyllid). As D. apicalis is recognised as the primary vector of CLso by carrot growers in Northern Europe, we also resequenced populations of this species from Finland, Norway, and Austria. Genome assemblies were constructed using PacBio HiFi and Hi-C sequencing data, yielding genome sizes of: 594.01 Mbp for D. apicalis; 587.80 Mbp for D. pallida; and 655.58 Mbp for T. urticae. Over 90% of sequences anchored into 13 pseudo-chromosomes per species. The assemblies for D. apicalis and D. pallida exhibited high completeness, capturing over 92% of conserved Hemiptera single-copy orthologues, as assessed by Benchmarking Universal Single-Copy Orthologues (BUSCO) analysis. Furthermore, we identified sequences of the primary psyllid symbiont, Candidatus Carsonella ruddii, in all three species. Comparative genomic analyses demonstrated synteny with other psyllid species. Notably, we observed significant expansions in gene families, particularly those linked to potential insecticide detoxification, within the Dyspersa lineage. Resequencing efforts also revealed the existence of multiple subpopulations of D. apicalis across Europe. These high-quality genome resources will support future research on genome evolution, insect-plant-pest interactions, and strategies for disease management. SignificancePsyllid species are significant agricultural pests, known for transmitting plant diseases like Candidatus Liberibacter solanacearum (CLso), which causes zebra chip in potatoes and carrot yellows. However, genomic data on psyllids are limited. In this study, we present high-quality, chromosome-level genome assemblies for three psyllid species: Dyspersa apicalis, Dyspersa pallida, and Trioza urticae. We generated genome assemblies with over 90% of sequences anchored to 13 pseudo-chromosomes. Comparative analyses revealed gene expansions, particularly in detoxification pathways, suggesting adaptations within the Dyspersa lineage. Population resequencing of D. apicalis across Europe uncovered genetic subpopulations. These genomes will advance understanding of psyllid biology and inform disease management strategies.
Autores: Thomas Heaven, Thomas C. Mathers, Sam T. Mugford, Anna Jordan, Christa Lethmayer, Anne I. Nissinen, Lars-Arne Høgetveit, Fiona Highet, Victor Soria-Carrasco, Jason Sumner-Kalkun, Jay K. Goldberg, Saskia A. Hogenhout
Última actualización: 2024-12-06 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.03.626329
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.03.626329.full.pdf
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.
Gracias a biorxiv por el uso de su interoperabilidad de acceso abierto.
Enlaces de referencia
- https://github.com/10XGenomics/longranger
- https://github.com/wtsi-hpag/Scaff10X
- https://github.com/wtsi-hpag/PretextMap
- https://github.com/wtsi-hpag/PretextGraph
- https://github.com/wtsi-hpag/PretextView
- https://benlangmead.github.io/aws-indexes/k2
- https://www.geneious.com
- https://timetree.org
- https://github.com/TCHeaven/Scripts/tree/main/NBI/