Psyllids: Insetos Pequenos, Grande Problema para os Agricultores
Psilídeos representam ameaças sérias às plantações por causa da transmissão de doenças.
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
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Índice
- O Vetor da Doença
- Quem é Quem no Mundo dos Psyllids
- O Complexo Patossistema dos Psyllids
- Uma Estratégia de Alimentação Sneaky
- Novos Genomas de Psyllid na Área
- Analisando o Genoma do Psyllid
- O Papel das Bactérias
- O Jogo da Seleção
- Lutando: Mecanismos de Defesa das Plantas
- O Impacto do Clima
- A Busca pelo Conhecimento
- Conclusão: As Crônicas dos Psyllids
- Fonte original
- Ligações de referência
Psyllids, também conhecidos como pulgões salteadores, são insetos minúsculos que podem causar grandes problemas para os agricultores. Eles pertencem a um grupo chamado Psylloidea e têm um talento especial para espalhar doenças que podem arruinar colheitas. Em particular, algumas espécies de psyllids são responsáveis por disseminar bactérias prejudiciais, levando a perdas econômicas significativas na agricultura. Embora pareçam inofensivos, esses pequenos insetos podem causar estragos em colheitas como laranjas e cenouras, tornando-se os vilões travessos do mundo vegetal.
O Vetor da Doença
Uma das bactérias mais infames espalhadas pelos psyllids é o Candidatus Liberibacter asiaticus, que causa Huanglongbing, ou HLB, uma doença muitas vezes chamada de amarelecimento dos cítricos. Essa doença afeta árvores cítricas, causando folhas amareladas e frutos amargos. Famosamente, já fez até as maiores áreas produtoras de cítricos se curvarem. Os psyllids, sendo os principais culpados pela disseminação dessas bactérias, tornaram-se o inimigo número um dos agricultores de cítricos.
Outras espécies de psyllids, como Dyspersa pallida e Dyspersa apicalis, são conhecidas por espalhar um outro tipo de problema: Candidatus Liberibacter solanacearum. Essa bactéria ataca colheitas como batatas e cenouras, levando a problemas como "zebra chip" nas batatas e "amarelamento das cenouras". Agricultores no Norte da Europa, onde esses pestes prosperam, estão especialmente preocupados porque esses psyllids adoram se alimentar de cenouras. É como uma novela: quando você acha que suas colheitas estão seguras, lá vêm os psyllids com suas bagagens bacterianas.
Quem é Quem no Mundo dos Psyllids
Psyllids preferem beliscar a seiva das plantas. Eles têm partes bucais especializadas que permitem furar os tecidos das plantas e sugar os nutrientes, o que parece mais uma cena de um filme de terror do que um jardim tranquilo, né? A seiva é rica em açúcar, mas pobre em proteína, então os psyllids frequentemente contam com bactérias ajudantes em seus corpos para conseguir os nutrientes que precisam.
Essas bactérias legais, principalmente Candidatus Carsonella ruddii, estão com os psyllids há mais de 240 milhões de anos. Elas têm um genoma simplificado, o que significa que evoluíram para depender totalmente de seus hospedeiros insetos. Essa é uma relação que beneficia ambas as partes: as bactérias ganham um lar aconchegante e os psyllids obtêm nutrientes essenciais.
O Complexo Patossistema dos Psyllids
As interações entre os psyllids, as plantas que eles se alimentam e as bactérias que eles transmitem são incrivelmente complexas. Diferentes cepas das bactérias estão associadas a espécies específicas de psyllids. Essas relações podem influenciar o quão bem os psyllids conseguem transmitir as bactérias e como as plantas reagem à infestação. Alguns psyllids conseguem até manipular as respostas das plantas para se ajudarem e ajudarem as bactérias que carregam, o que só adiciona mais drama à saga dos psyllids.
Cientistas identificaram várias cepas de Candidatus Liberibacter solanacearum, cada uma com efeitos diferentes na aptidão dos psyllids. Isso significa que nem todos os psyllids são iguais quando se trata de espalhar as bactérias. Alguns são melhores do que outros, o que afeta como as doenças se espalham em diferentes ambientes.
Uma Estratégia de Alimentação Sneaky
Quando os psyllids se alimentam das plantas, eles não apenas sugar seiva; eles também injetam saliva que contém proteínas, que os ajudam a manipular a resposta imunológica da planta hospedeira. Essa tática esperta permite que eles se fartem sem serem expulsos da festa. No entanto, muito do que sabemos sobre essas proteínas vem do estudo de apenas algumas espécies de psyllids, particularmente o psyllid asiático dos cítricos. É como conhecer os truques de um mágico, mas não do resto.
Não há muitas informações genéticas disponíveis para a maioria das espécies de psyllids, dificultando seu estudo. Existem muitos genomas disponíveis para seus parentes, como pulgões, mas os psyllids têm ficado para trás. Mas isso está prestes a mudar!
Novos Genomas de Psyllid na Área
Esforços recentes produziram sequências de genoma de alta qualidade para três espécies de psyllids: Dyspersa apicalis, Dyspersa pallida e Trioza urticae. Essa é uma notícia empolgante para os pesquisadores! Com mais genomas disponíveis, os cientistas podem entender melhor como esses insetos funcionam.
D. apicalis se alimenta de cenouras, D. pallida se delicia com cenouras e plantas selvagens, e T. urticae curte uma dieta de urtigas. Todas as três espécies têm uma queda por espalhar o problemático Candidatus Liberibacter solanacearum. Eles podem até hibernar em árvores coníferas durante o inverno, o que os torna uma preocupação durante o ano todo para os agricultores.
Analisando o Genoma do Psyllid
O processo de geração dessas sequências de genoma envolveu técnicas de ponta. Cientistas extraíram DNA de psyllids individuais, construíram bibliotecas para sequenciamento e usaram tecnologias avançadas para ler seu código genético. Essa abordagem meticulosa resulta em uma imagem mais clara da genética de cada espécie.
As montagens desses genomas ajudarão os pesquisadores a identificar genes responsáveis por características como alimentação de plantas e transmissão de doenças. Eles também podem explorar como esses genes evoluíram ao longo do tempo.
O Papel das Bactérias
Curiosamente, as bactérias ajudantes que vivem dentro dos psyllids não são apenas caronas nessa jornada. Elas também desempenham papéis significativos no ciclo de vida do psyllid, afetando sua capacidade de se alimentar, se reproduzir e até transmitir doenças.
Pesquisas mostram que essas bactérias, Candidatus Carsonella ruddii, se dão bem com seus hospedeiros psyllids, mas também perderam muitos genes ao longo dos anos, tornando-se dependentes dos psyllids. É como um relacionamento de longo prazo onde um parceiro faz toda a comida, enquanto o outro assiste TV.
Psyllids também hospedam várias bactérias secundárias, que podem influenciar sua saúde e capacidade de transmitir doenças. Essa comunidade bacteriana diversa pode variar significativamente entre as espécies de psyllids, adicionando mais profundidade à trama.
O Jogo da Seleção
Psyllids têm um relacionamento complicado com suas plantas hospedeiras e os patógenos que espalham. O sucesso de uma espécie de psyllid em transmitir doenças depende principalmente da qualidade da planta hospedeira e de quão bem as bactérias conseguem manipular os processos da planta.
Pesquisas indicam que algumas cepas de Candidatus Liberibacter solanacearum podem aumentar as chances de sobrevivência do psyllid, enquanto outras podem ter o efeito oposto. Diferentes cepas demonstraram impactar a aptidão dos psyllids de maneiras diferentes, sugerindo que há um ato de equilíbrio acontecendo no mundo dos insetos.
Lutando: Mecanismos de Defesa das Plantas
As plantas têm suas próprias formas de lutar contra esses pequenos pestes. Elas conseguem reconhecer quando estão sendo invadidas e respondem com defesas que tentam manter os insetos longe. No entanto, os psyllids são insetos espertos e às vezes conseguem superar essas defesas usando sua saliva para suprimir o sistema imunológico da planta.
A luta entre as defesas das plantas e os ataques dos insetos é uma batalha contínua, muito parecido com um jogo de xadrez onde ambos os lados tentam ultrapassar um ao outro. Enquanto as plantas tentam afastar os atacantes, os psyllids estão ocupados descobrindo como superar essas defesas.
O Impacto do Clima
A localização geográfica onde os psyllids prosperam desempenha um papel importante na transmissão de doenças. Algumas espécies de psyllids podem arriscar espalhar doenças para novas regiões devido a mudanças climáticas que permitem que elas sobrevivam em áreas anteriormente inóspitas.
Se os psyllids conseguirem se adaptar facilmente a novos ambientes, eles podem levar bactérias prejudiciais para plantas que nunca enfrentaram essas ameaças antes. Essa potencial disseminação é uma grande preocupação para agricultores e pesquisadores, elevando a tensão na batalha entre psyllids e colheitas.
A Busca pelo Conhecimento
Apesar das crescentes preocupações sobre os psyllids e as doenças que eles espalham, ainda há muito que não sabemos. As interações complexas entre plantas, psyllids e bactérias são como uma peça dramática cheia de reviravoltas. Com os genomas sequenciados recentemente de D. apicalis, D. pallida e T. urticae, os pesquisadores estão agora melhor equipados para investigar essas interações.
Ao mergulhar mais fundo na biologia deles, os cientistas esperam encontrar maneiras de gerenciar e controlar esses pestes, potencialmente reduzindo seu impacto na agricultura. Quanto mais entendermos esses insetos, melhor podemos proteger nossas colheitas de suas atividades nefastas.
Conclusão: As Crônicas dos Psyllids
Psyllids podem ser pequenos, mas seu impacto na agricultura é tudo, menos insignificante. Esses pequenos pestes, junto com seus companheiros bacterianos, têm o potencial de causar estragos nas colheitas e prejudicar a vida dos agricultores ao redor do mundo. Felizmente, com os avanços na genômica e uma melhor compreensão de sua biologia, podemos eventualmente virar o jogo contra esses invasores insetos.
Então, da próxima vez que você ver um psyllid pulando em uma planta, lembre-se: não é apenas um inseto fofinho; é uma potencial ameaça às colheitas em todo lugar. E quem sabe? Um dia podemos descobrir o segredo para manter esses pequenos encrenqueiros sob controle!
Título: Chromosome-level Assemblies of Three Candidatus Liberibacter solanacearum Vectors: Dyspersa apicalis, Dyspersa pallida, and Trioza urticae (Hemiptera: Psylloidea)
Resumo: 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 atualização: 2024-12-06 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.03.626329
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.03.626329.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.
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Ligações de referência
- 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/