Dekodiranje simbiotske tajne maslinove muhe

Korištenje električnih romobila ističe maslinova voćna muha (Bactrocera oleae) je najznačajniji štetnik maslinika na području Mediterana i svijeta.

Štete uzrokuju njezine ličinke koje se hrane plodovima masline, uzrokujući značajne kvantitativne i kvalitativne gubitke ploda i ulja.

Svake godine štetnik čini više od 30 posto uništenja svih mediteranskih usjeva maslina, što je jednako godišnjim gubicima od gotovo 3 milijarde eura.

Insekticidi su dugo bili primarno sredstvo protiv najezde maslinove mušice, kao u slučaju mnogih drugih štetnika masline, kao što je maslinov moljac.

Utjecaji na okoliš, kao što su toksičnost za neciljane organizme, onečišćenje vode i kontaminacija ljudskog prehrambenog lanca, rezultirali su nedavno povlačenje neviđenom broju komponenti insekticida kroz provedbu propisa Europske unije.

Osim toga, raširena uporaba pesticida u kombinaciji s kratkim životnim ciklusima štetnih organizama rezultirala je rezistentni sojevi.

Međutim, za razliku od većine drugih štetnika, maslinova voćna muha se gotovo u potpunosti oslanja na simbiotičku bakteriju, tj. Candidatus Erwinia dacicola.

Ličinke insekata zahtijevaju da se ovaj simbiont hrani nezrelim zelenim maslinama nadvladavajući prirodnu kemijsku obranu masline, kao što je oleuropein, i važan je čimbenik u razvoju ličinki pri ishrani crnim maslinama.

Također povećava proizvodnju jaja kod odraslih ženki u stresnim uvjetima.

Zbog ovog jedinstvenog odnosa između insekta i bakterije, ca. E. dacicola je predmet nedavnih istraživanja novih metoda kontrole.

Pokazalo se, na primjer, da određeni antimikrobni spojevi, kao što su bakrov oksiklorid i viridiol, mogu ometati simbiotski odnos, što dovodi do poremećenog razvoja ličinki i smanjene otpornosti kod odraslih.

Novo istraživanje objavljeno u časopisu Nature nastoji pružiti sveobuhvatniju bazu znanja na kojoj se može graditi provođenjem najdetaljnije genetske studije o maslinovoj voćnoj mušici i njezinom simbiontu.

Studija je ispitivala bio-geografske obrasce i genetsku raznolikost organizama u 54 populacije koje obuhvaćaju Mediteran, Afriku, Aziju i Ameriku.

Istraživači su identificirali tri primarna bakterijska haplotipa: htA, htB i htP.

Haplotipovi htA i htB dominirali su mediteranskom regijom, pri čemu je htA prevladavao u zapadnim populacijama (npr. Alžir, Maroko i Pirinejski poluotok), a htB u istočnim područjima (npr. Izrael, Turska i Cipar).

Populacije središnjeg Sredozemlja pokazale su mješavinu ovih haplotipova, odražavajući zonu konfluencije pod utjecajem migracije i selekcije kultivara maslina.

Arheološki dokazi upućuju na to da su se masline udomaćile u istočnom Sredozemlju i proširile prema zapadu. Istraživači primjećuju da su genetski obrasci maslinove mušice i njezinog simbionta usklađeni s tim pokretima, što ukazuje da je ljudski odabir kultivara maslina vjerojatno utjecao na distribuciju i prilagodbu štetočine i njezinog simbionta.

Na primjer, genetska mješavina populacija središnjeg Mediterana u skladu je s miješanjem istočnih i zapadnih loza maslina.

Haplotip htP, jedinstven za Pakistan, također naglašava drevnu geografsku odvojenost i evolucijsku divergenciju, s manjom genetskom raznolikošću simbionta od muhe domaćina što ukazuje na dugoročnu povezanost koju karakteriziraju selektivni pritisci.

Južnoafričke populacije bile su slično različite, odražavajući evolucijsku povijest muhe i njenog domaćina.

Druge geografski izolirane populacije, poput onih pronađenih na Kreti, u Kaliforniji i Iranu, bile su osobito korisne u modeliranju rasprostranjenosti i obrazaca prilagodbe.

Kreta, na primjer, pretežno sadrži htA unatoč svojoj blizini istočnih regija, vjerojatno zbog povijesne izolacije i ograničenog protoka gena.

Kalifornijske populacije dijele istočnomediteranske simbionte i haplotipove domaćina, podupirući hipotezu o ljudskom posredovanju unošenja iz Turske.

Slično tome, iranske populacije pokazuju jake genetske veze s populacijama središnjeg Sredozemlja, što ukazuje na nedavno uvođenje i širenje unutar regije.

Istraživači vjeruju da ovo dublje razumijevanje genetske strukture populacija maslinove mušice i njihovih simbionta može informirati o ciljanim intervencijama.

Na primjer, različiti genetski profili pakistanske i južnoafričke populacije mogu zahtijevati pristupe specifične za regiju.

Studija je također naglasila potencijal za iskorištavanje biologije simbionta u upravljanje štetočinama, kao što je ometanje uloge bakterije u prevladavanju obrambenih mehanizama masline.

• Biokemija insekata i molekularna biologija