Солнечные лучи, показывающие относительное обилие таксонов на уровне видов в метагеномах, связанных с листьями, популяций разнообразия (A) и двуродительских популяций DC (B) (от центра к внешнему кольцу: тип, род и вид). Для каждой популяции таксоны в типе Arthropoda (насекомые и клещи) показаны в верхних правых солнечных лучах каждой панели, а подмножество корреляционной сети показано для выделения значимых взаимодействий с Bemisia tabaci. Источник: Horticulture Research
Сладкий картофель, основной продукт в борьбе с мировым голодом, сталкивается со значительными угрозами со стороны таких вредителей, как белокрылки и долгоносики, влияющих на рост растений и урожайность. Новое исследование использует силу геномных и метагеномных данных для прогнозирования численности вредителей и выявления ключевых генов, которые могут усилить защитные механизмы растения.
Сладкий картофель терпит значительные потери урожая из-за таких вредителей, как белокрылки и долгоносики, которые влияют на рост и производительность растений. Традиционные методы селекции сталкиваются с трудностями в быстром решении этих сложных взаимодействий вредителей.
Роль микробных сообществ в защите растений привлекает внимание как потенциальное решение. В связи с этими проблемами растет потребность в глубоких исследованиях для понимания и использования взаимодействий растений и микробиома для разработки сортов батата, устойчивых к вредителям.
Исследователи из Университета Теннесси и их коллеги опубликовали исследование 10 мая 2024 года в журнале Horticulture Research. В исследовании изучается, как метагеномные данные могут быть использованы для улучшения понимания взаимодействий растений и насекомых в батате. Интегрируя метагеномные данные, исследователи стремятся повысить точность геномных прогнозов устойчивости к вредителям.
Исследование использовало высокопроизводительное секвенирование и профилирование метагенома для изучения взаимодействий между сладким картофелем и насекомыми-вредителями, в частности белокрылками. С помощью количественного секвенирования с уменьшенным представлением (qRRS) исследователи выявили значимые корреляции между насекомыми-вредителями и различными микробными сообществами в метагеноме сладкого картофеля.
Примечательно, что исследование показало, что пути модификации этилена и клеточной стенки имеют решающее значение для устойчивости к белокрылкам. Включая данные метагенома в качестве ковариатов в модели геномного прогнозирования, исследователи достигли значительного улучшения точности прогнозирования устойчивости к вредителям.
Этот комплексный подход показал, что моделирование метагенома вместе с геномом хозяина обеспечивает более точное прогнозирование устойчивости к вредителям, подчеркивая потенциал стратегий селекции на основе информации о метагеноме для разработки сортов батата с повышенной устойчивостью к вредителям.
Доктор Боде А. Олуколу, ведущий исследователь, заявил: «Наши результаты подтверждают теорию холобионта, предполагая, что рассмотрение метагенома наряду с геномом хозяина обеспечивает более точное предсказание устойчивости к вредителям. Этот подход может произвести революцию в стратегиях селекции батата и других культур».
Интеграция данных метагенома в селекционные программы может привести к разработке сортов батата с повышенной устойчивостью к вредителям, что снизит зависимость от химических пестицидов. Это исследование прокладывает путь для дальнейших исследований роли микробных сообществ, связанных с растениями, в защите урожая и устойчивости.
Дополнительная информация: Альхаги К. Чам и др., Модели с поддержкой метагенома улучшают геномную предсказательную способность и идентификацию генов, ограничивающих травоядность, в батате, Исследования садоводства (2024). DOI: 10.1093/hr/uhae135
Информация о журнале: Исследования в области садоводства
Предоставлено Нанкинским сельскохозяйственным университетом
