O Impacto dos Pulgões dos Cereais na Saúde das Culturas
Afídeos dos cereais ameaçam as colheitas espalhando vírus prejudiciais.
― 7 min ler
Os pulgões dos cereais, como o pulgão dos grãos e o pulgão da cerejeira-do-pássaro, são pragas comuns nos campos de cereal. Eles podem causar danos sérios às plantações, se alimentando delas e espalhando doenças. Uma das principais doenças que eles transmitem é a doença da anã amarela, que afeta o trigo e outras plantas de cereal. Essa doença é causada por vários vírus, incluindo o vírus da anã amarela da cevada. Esses vírus podem reduzir a produção das colheitas em cerca de 20%.
Os pulgões podem ser encontrados em várias áreas, e a presença deles em um campo geralmente indica um problema em potencial. No Reino Unido, monitorar os níveis de pulgões é essencial. Se até mesmo um pulgão portador de vírus for avistado durante os estágios iniciais de crescimento das colheitas, é hora de agir. Uma vez que as plantações atingem um certo estágio de crescimento, elas conseguem tolerar melhor as doenças causadas por esses vírus.
Devido às regras rigorosas sobre quantos pulgões são permitidos antes de tomar uma atitude, os agricultores acabam usando inseticidas com mais frequência do que o necessário. Isso levou algumas populações de pulgões a se tornarem resistentes a esses tratamentos. Atualmente, as mesmas regras se aplicam a todas as espécies de pulgões, mas isso pode ser um erro. Diferentes populações de pulgões podem agir de maneiras diferentes, afetando o quão bem eles espalham vírus.
O Papel dos Endossimbiontes
Os pulgões têm uma relação especial com uma bactéria minúscula chamada Buchnera aphidicola. Essa bactéria ajuda os pulgões fornecendo nutrientes essenciais, como aminoácidos. Diferentes cepas de Buchnera podem oferecer benefícios diferentes aos pulgões, incluindo melhor tolerância ao calor. Além de Buchnera, os pulgões também podem ter outras bactérias que os ajudam a sobreviver de maneiras diferentes.
Essas bactérias extras podem influenciar como os pulgões se comportam e interagem com outras plantas. Elas podem proteger os pulgões de serem comidos por outras pragas e podem afetar a eficiência com que se alimentam das plantas. Cada população de pulgões pode ter uma mistura dessas bactérias úteis, seja individualmente ou em grupos. Os pesquisadores ainda estão tentando entender como essas relações afetam a capacidade dos pulgões de espalhar vírus.
A Conexão Entre a Diversidade de Pulgões e a Disseminação de Vírus
Apesar da importância de entender como as diferenças genéticas nos pulgões afetam sua capacidade de espalhar vírus, não há muitos estudos focados nisso. Algumas pesquisas recentes começaram a olhar como as bactérias extras podem mudar a maneira como os pulgões infectam as plantas com os vírus. No entanto, esses estudos muitas vezes não medem o quão bem os vírus se espalham quando diferentes bactérias estão presentes.
As diferenças genéticas dentro das populações de pulgões podem desempenhar um grande papel na eficácia com que eles transmitem vírus. Usando uma técnica chamada sequenciamento Illumina, os cientistas podem analisar a composição genética de diferentes populações de pulgões. Comparando essas diferenças genéticas com a eficiência dos pulgões em espalhar o vírus, os pesquisadores buscam aprender sobre os fatores que influenciam a transmissão do vírus.
Pesquisando Pulgões e Transmissão de Vírus
Os pesquisadores coletaram várias populações de pulgões para estudar sua Diversidade Genética e habilidades de transmissão de vírus. Eles mantiveram esses pulgões em condições controladas para garantir que pudessem analisar seu comportamento e interações com os vírus de forma precisa. O objetivo principal era descobrir como as diferenças dentro das populações de pulgões afetam sua capacidade de transmitir o vírus da anã amarela da cevada.
Para estudar a transmissão do vírus, os pesquisadores colocaram pulgões em plantas infectadas com o vírus. Depois de um tempo definido, eles moveriam os pulgões para plantas saudáveis e monitorariam quais plantas foram infectadas. Esse experimento permitiu que os cientistas medisse a eficiência com que cada população de pulgões espalhava o vírus.
Descobertas da Pesquisa
Através de seus experimentos, os pesquisadores descobriram que havia diferenças significativas na eficácia com que diferentes populações de pulgões transmitiam o vírus. No caso da espécie R. padi, algumas populações transmitiram o vírus muito melhor do que outras. Isso levanta questões sobre o que torna certas populações de pulgões mais eficientes em espalhar o vírus.
Enquanto estudavam os efeitos da bactéria Buchnera e de outras bactérias benéficas na disseminação do vírus, os pesquisadores não encontraram evidências de que essas bactérias impactassem significativamente as taxas de transmissão do vírus para essas populações específicas de pulgões. No entanto, reconheceram que a variação genética dentro das populações de pulgões é crucial para determinar quão bem eles espalham o vírus.
As descobertas também destacaram que os pulgões S. avenae foram menos eficazes em espalhar o vírus em comparação com os R. padi. Isso sugere que, embora ambos os tipos de pulgões possam espalhar o vírus da anã amarela, um é geralmente mais eficiente que o outro.
A Importância da Diversidade Genética
As diferenças na eficácia com que várias populações de pulgões transmitem vírus ressaltam a importância da diversidade genética. Compreender essa diversidade ajuda pesquisadores e agricultores a desenvolver melhores estratégias de manejo para controlar as populações de pulgões e reduzir as perdas nas colheitas.
Pesquisas futuras podem se concentrar em manipular as bactérias dentro dos pulgões para ver se isso poderia alterar sua capacidade de transmitir vírus. Ao experimentar diferentes combinações de bactérias e genótipos de pulgões, os cientistas poderiam fornecer mais insights sobre como gerenciar efetivamente as populações de pulgões.
Conclusão
Resumindo, os pulgões dos cereais representam uma ameaça significativa às colheitas ao transmitir vários vírus das plantas. Certas espécies, como R. padi, são melhores em espalhar esses vírus do que outras. As relações desses pulgões com bactérias benéficas também desempenham um papel em sua eficácia como transportadores de vírus, embora as evidências atuais sugiram que as diferenças genéticas entre as populações de pulgões sejam os principais fatores que impulsionam sua eficiência de transmissão.
À medida que os pesquisadores continuam a investigar os efeitos da diversidade genética e das relações bacterianas, podem descobrir mais maneiras de gerenciar populações de pulgões e reduzir o impacto dos vírus das plantas nas colheitas. Compreender esses fatores será essencial para os agricultores que buscam proteger suas colheitas e manter rendimentos saudáveis.
Título: Genetic diversity in vector populations influences the transmission efficiency of an important plant virus
Resumo: The transmission efficiency of aphid-vectored plant viruses can differ between aphid populations. Intra-species diversity (genetic variation, endosymbionts) is a key determinant of aphid phenotype; however, the extent of which intra-species diversity contributes towards variation in virus transmission efficiency is unclear. Here, we use multiple populations of two key aphid species that vector barley yellow dwarf virus (BYDV) strain PAV (BYDV-PAV), the grain aphid (Sitobion avenae) and the bird cherry-oat aphid (Rhopalosiphum padi), and examine how diversity in vector populations influences virus transmission efficiency. We use Illumina sequencing to characterise genetic and endosymbiont variation in multiple S. avenae and R. padi populations and conduct BYDV-PAV transmission experiments to identify links between intra-species diversity in the vector and virus transmission efficiency. We observe limited variation in the transmission efficiency of S. avenae, with transmission efficiency consistently low for this species. However, for R. padi we observe a range of transmission efficiency and show that BYDV transmission efficiency is influenced by genetic diversity within the vector, identifying 542 SNPs that potentially contribute towards variable transmission efficiency in R. padi. Our results represent an important advancement in our understanding of the relationship between genetic diversity, vector-virus interactions, and virus transmission efficiency.
Autores: Daniel Joseph Leybourne, M. A. Whitehead, T. Will
Última atualização: 2024-02-21 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.21.581289
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.21.581289.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.
Obrigado ao biorxiv pela utilização da sua interoperabilidade de acesso aberto.