Insetti e Microbi: Uno Sguardo Più Vicinò al Loro Impatto sulle Piante
Esplorare i ruoli fondamentali che insetti e microbi hanno nella salute delle piante.
Marine C. Cambon, Gareth Thomas, John Caulfield, Michael Crampton, Katy Reed, James M. Doonan, Usman Hussain, Sandra Denman, Jozsef Vuts, James E. McDonald
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Indice
- Uno sguardo più vicino al cicadella a sei macchie
- Il dilemma Xylella Fastidiosa
- Come i batteri influenzano gli insetti
- Il divario nella conoscenza
- Il mistero della malattia del declino acuto della quercia
- Il ruolo della Brenneria Goodwinii
- Cosa succede agli alberi colpiti da AOD?
- Inizia l'esperimento
- Tre grandi domande
- I risultati sono arrivati!
- L'esperimento di crescita spiegato
- L'effetto sull'espressione genica
- Test di varietà degli insetti
- Il mistero dei chimici attivi
- Guardando avanti
- Il quadro generale
- Conclusione: La necessità di ulteriori ricerche
- Fonte originale
- Link di riferimento
Gli insetti e i microscopici microbi che portano stanno diventando sempre più importanti nel mondo delle malattie delle piante. Con i parassiti e le malattie in aumento, in parte a causa del cambiamento climatico e del commercio internazionale, i ricercatori stanno prestando maggiore attenzione a come queste piccole creature influenzano le piante.
Uno sguardo più vicino al cicadella a sei macchie
Prendiamo ad esempio la cicadella a sei macchie. Questo piccolo bug non sta solo saltellando; è un portatore di un batterio nasty che causa la malattia Aster Yellows nelle piante. Sorprendentemente, questo batterio può effettivamente aiutare la cicadella attaccando i sistemi di difesa della pianta. Sembra un colpo di scena in una soap opera di bassa lega, vero?
Xylella Fastidiosa
Il dilemmaPoi c'è Xylella fastidiosa, che suona più come un'astronave aliena che una malattia delle piante. Questo batterio può infettare un'ampia gamma di piante ed è diffuso da insetti che succhiano linfa. Quindi, se vedi un insetto minuscolo succhiare sul tuo albero preferito, non limitarlo a scacciarlo: potrebbe portare un'arma segreta!
Come i batteri influenzano gli insetti
I batteri possono anche inviare segnali chimici che influenzano come si comportano gli insetti. Alcuni studi hanno mostrato che questi segnali possono cambiare il modo in cui gli insetti si muovono e persino aiutare i batteri a diffondersi. È come un piccolo gioco del telefono, in cui tutti cercano di capire chi comanda.
Il divario nella conoscenza
Nonostante tutto questo trambusto su insetti e batteri, c'è un grande divario nella comprensione di come le secrezioni degli insetti influenzano i batteri. Certo, conosciamo le cose brutte, ma cosa dire di quelle buone? Per esempio, il miele di afidi-praticamente il dolce che cade da questi bug-può effettivamente stimolare la crescita di certi batteri. Chi sapeva che un po' di bava di insetto potesse aiutare i suoi amici batterici?
Il mistero della malattia del declino acuto della quercia
Ora, concentriamoci sul declino acuto della quercia (AOD)-un problema molto serio che colpisce le querce. Questa malattia misteriosa sta causando danni alle specie di quercia in Gran Bretagna ed è stata avvistata anche in altre parti d'Europa. AOD non è solo una cosa; è come un progetto di gruppo andato storto, con diversi parassiti e batteri coinvolti.
Il ruolo della Brenneria Goodwinii
Al centro di questo dramma delle malattie delle piante c'è un batterio noto come Brenneria goodwinii. Questo piccolo fastidioso è principalmente responsabile del decadimento delle querce. Sembrano esserci più fattori in gioco qui, comprese le larve di un coleottero chiamato Agrilus biguttatus. Sì, siamo tornati ai bug!
Cosa succede agli alberi colpiti da AOD?
Quando Brenneria goodwinii entra in gioco, causa decadimento nella corteccia interna delle querce. Il becco delle larve di Agrilus biguttatus crea gallerie dentro il legno, rendendolo una casa accogliente mentre masticano via. Questo processo provoca gravi problemi per l'albero, rendendolo debole e malato.
Inizia l'esperimento
Per indagare su questo caos, i ricercatori hanno impostato un esperimento. Hanno preso tronchi di quercia e introdotto alcune uova di Agrilus biguttatus per vedere cosa sarebbe successo. Speravano di scoprire se le larve avrebbero cambiato l'ambiente in un modo che aiutasse Brenneria goodwinii a moltiplicarsi e diffondersi.
Tre grandi domande
I ricercatori avevano tre domande ardenti. Prima di tutto, i chimici delle gallerie di legno dove vivono le larve influenzano direttamente la crescita di Brenneria goodwinii? In secondo luogo, i chimici delle larve influenzano i batteri? E infine, questa interazione è unica per Agrilus biguttatus o potrebbe succedere anche con altri insetti?
I risultati sono arrivati!
Dopo tanto lavoro in laboratorio, risulta che i chimici delle larve di Agrilus biguttatus aumentano effettivamente la crescita di Brenneria goodwinii. I chimici delle gallerie di legno? Non proprio. Sembra che quelle piccole larve siano i veri MVP in questa saga delle malattie delle piante.
L'esperimento di crescita spiegato
Per testare le loro teorie, i ricercatori hanno messo Brenneria goodwinii in culture con diversi estratti. Hanno scoperto che gli estratti larvali aumentavano significativamente la crescita dei batteri rispetto a quelli che non avevano le larve. Era come se queste larve dicessero: “Ehi, facciamo una festa e facciamo entrare i batteri!”
L'effetto sull'espressione genica
Ma non è tutto! I ricercatori hanno anche guardato a come i batteri "parlano" tra loro attraverso i loro geni. I risultati hanno mostrato che la presenza delle larve di Agrilus biguttatus ha fatto attivare un sacco di geni-molti dei quali sono legati alla capacità dei batteri di causare malattia.
Test di varietà degli insetti
La storia non finisce qui. Per controllare quanto fosse unica questa interazione, i ricercatori hanno anche testato gli estratti di altri insetti, come A. sulcicollis e A. planipennis. Hanno scoperto che mentre alcuni chimici mostravano effetti sui batteri, nessuno poteva eguagliare il potere di Agrilus biguttatus nel triggerare i geni causatori di malattia.
Il mistero dei chimici attivi
Per approfondire, i ricercatori hanno deciso di suddividere gli estratti larvali in diverse frazioni per vedere quali stessero facendo il lavoro. Hanno scoperto che una particolare frazione era responsabile dell'aumento della crescita, mentre altre non avevano lo stesso effetto. È come trovare la salsa segreta in una ricetta!
Guardando avanti
Cosa significa tutto questo? Beh, la relazione tra questi coleotteri e i batteri potrebbe avere un grande impatto su come comprendiamo le malattie delle piante. Se Agrilus biguttatus aiuta Brenneria goodwinii a prosperare, potrebbe essere il momento di ripensare a come gestiamo questi parassiti nelle nostre foreste.
Il quadro generale
Comprendere queste piccole, ma potenti interazioni non è solo interessante; è essenziale per mantenere gli ecosistemi sani. Se un insetto può aiutare i batteri a causare malattie negli alberi, dobbiamo sapere come contrastare quell'influenza per proteggere le nostre foreste.
Conclusione: La necessità di ulteriori ricerche
In sintesi, la relazione tra insetti e microbi è una rete complessa piena di sorprese. Proprio come quel amico a una festa che può portare divertimento o causare caos, insetti come Agrilus biguttatus possono avere un grande impatto sulla salute delle piante e sulle malattie. Ulteriori ricerche su queste interazioni sono cruciali per trovare modi efficaci per gestire le malattie delle piante e proteggere i nostri alberi. Dopotutto, non possiamo lasciare che i bug si divertano da soli!
Titolo: Chemical cues from beetle larvae trigger proliferation and putative virulence gene expression of a plant pathogen
Estratto: Agricultural crop productivity and global forest biomes are coming under increasing threat from insect pests and microbial pathogens. This impact is worsened by inter- kingdom insect-microbe interactions that can increase transmission and disease severity in affected plants. Whilst bacterial chemical cues have been shown to directly influence insect behaviour, the impact of insect-derived compounds on phytopathogens is poorly understood. Here, we investigated the chemical basis for interactions between beetle larvae and bacteria in acute oak decline (AOD), a disease characterised by inner bark necrosis and involving a polymicrobial consortium including Brenneria goodwinii and larval galleries of Agrilus biguttatus. We found that A. biguttatus larval extracts contain chemical elicitors that increase bacterial growth rate and final cell density during in vitro culture, and stimulate the differential expression of [~]600 genes, including the Type III Secretion System and its effectors, which are major virulence factors in plant pathogens. Chemical compounds from closely related insect species did not have this effect. These findings highlight the importance of inter-kingdom interactions in plant disease and suggests a novel mode-of-action for insect-derived chemical elicitors in facilitating the virulence of phytopathogens.
Autori: Marine C. Cambon, Gareth Thomas, John Caulfield, Michael Crampton, Katy Reed, James M. Doonan, Usman Hussain, Sandra Denman, Jozsef Vuts, James E. McDonald
Ultimo aggiornamento: 2024-10-31 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.11.21.568124
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.11.21.568124.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.
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