West Lafayette, Indiana -. Una especie hermana de la Varroa destructor está desarrollando la capacidad de parasitar abejas europeas, muchos polinizadores ya están en apuros por los pesticidas, deficiencias nutricionales y enfermedades mortales, según un estudio de la Universidad de Purdue.
Los investigadores encontraron que algunas poblaciones de Varroa jacobsoni están pasando de la alimentación y la reproducción en las abejas asiáticas, su huésped preferido, a las abejas europeas, las especie principal que se utiliza para la polinización de los cultivos y la producción de miel en todo el mundo. Para los investigadores, es una historia tristemente familiar: V. destructor hizo el mismo salto de acogida por lo menos hace 60 años, extendiéndose rápidamente hasta convertirse en la amenaza mundial de la salud más importante para las abejas europeas.
Mientras que el anfitrión de conmutación de V. jacobsoni no se ha encontrado fuera de Papua Nueva Guinea, investigadores de Purdue dicen que se necesita vigilancia para proteger a las abejas europeas. en el mundo de más riesgo.
"Esto podría representar una amenaza real", dijo Andino, un especialista en bioinformática. "Si este ácaro se sale de control y se extiende, podríamos tener otra situación como V. destructor ."
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El ácaro “Varroa destructor” es la mayor amenaza biológica para la apicultura en todo el mundo y ha sido responsable de pérdidas devastadoras de poblaciones de abejas silvestres en Europa y América del Norte.
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el ciclo de vida de Varroa está inextricablemente entrelazado con la de las abejas sus anfitriones. Los ácaros pueden causar serios daños a la salud de sus anfitriones debido a su tamaño relativamente grande - "pensar en una garrapata tan grande como el puño". Los ácaros se enganchan a las abejas y se alimentan de su hemolinfa, dejando heridas abiertas que son susceptibles a la infección. También pueden transmitir enfermedades como el virus del alas deformadas y se han relacionado con el trastorno del colapso de las colonias.
Para obtener una perspectiva de la biología de V. jacobsoni Andino y Hunt, profesores de genética del comportamiento y especialistas en abejas melíferas, estudiado las diferencias en la expresión de genes entre V. jacobsoni que se alimentan y reproducen en las abejas asiáticas y varroa destructor que parasita a las abejas Europeas Abejas, y conociendo los genes implicados de una especie y otra podrían conducir a posibles estrategias de control, dijeron los investigadores.
"Si podemos entender el mecanismo, podríamos ser capaces de interrumpir, bloquear o manipular eso", dijo Andino. "Pero primero tenemos que entender qué está sucediendo y qué genes están implicados en permitir que los ácaros cambien a un anfitrión nuevo."
Andino y Hunt secuenciaron y montan la primera transcriptoma de V. jacobsoni un catálogo de todas las proteínas hechas por un organismo que muestra qué genes activamente se están expresandos. A continuación, utiliza el transcriptoma para comparar la expresión de genes en las poblaciones de V. jacobsoni .
Encontraron 287 genes expresados diferencialmente entre las poblaciones de ácaros que sólo parasitan las abejas asiáticas y las que se alimentaron y reprodujeron con éxito en abejas europeas. Un cambio en la expresión génica es a menudo un signo de que un organismo está reaccionando a un cambio en su entorno - en este caso, una nueva especie huésped.
De estos 287 genes, el 91 por ciento fueron reguladas en los ácaros de conmutación del huésped. Muchos de estos genes estaban relacionados con las respuestas al estrés.
"Si te estás alimentando en un nuevo anfitrión, vas a estar estresado, tienes que adaptarte, la comida es diferente y puede no ser óptima para el desarrollo", dijo. "Potencialmente, las abejas europeas no están cumpliendo con los requisitos que estos ácaros están acostumbrados a obtener de las abejas asiáticas".
Algunos genes implicados en la reproducción y producción de huevos se sobreexpresa mientras que algunos genes relacionados con los genes de digestión mostraron una expresión reducida, en comparación con los mismos genes en V. jacobsoni que parasitaron exclusivamente abejas asiáticas.
El salto de los ácaros a las abejas europeas probablemente ocurrió en la última década. Anteriormente, V. jacobsoni se encuentra ocasionalmente en las abejas europeas, pero parecía incapaz de producir una descendencia sana, lo que limita su capacidad destructiva.
La captura de la transición de acogida en sus primeras etapas permitirá a los investigadores continuar investigando los complejos detalles genéticos detrás del cambio y el monitoreo de las abejas europeas infectadas.
"Esto sucedió una vez con una especie de ácaro, y parece que está sucediendo de nuevo. Tal vez si captamos esto como está empezando, podremos averiguar por qué está sucediendo o, en el futuro, detenerlo".
Antecedentes:
Los ácaros Varroa son ampliamente considerados el mayor problema de salud de las abejas en todo el mundo. Hasta hace poco, Varroa jacobsoni vivía y se reproducirse sólo en Asia en la abeja ( Apis cerana ) mientras que V. destructor se reproduce con éxito en ambas especies A. cerana y A. mellifera. Sin embargo, hemos identificado una población de V. jacobsoni que es altamente destructiva para A. mellifera. La capacidad de estas poblaciones de ácaros para cambiar de anfitrión representa potencialmente una gran amenaza para la apicultura, y es presumiblemente debido a la variación genética que existe entre las poblaciones de V. jacobsoni que influye en la expresión génica y el estado reproductivo. En este trabajo, investigamos diferencias en la expresión de genes entre poblaciones de V. jacobsoni que se encuentran en A. cerana y aquellos que ya sea reproducir o no son capaces de reproducirse en A. mellifera , con el fin de profundizar en las diferencias que permiten a V. jacobsoni para superar su Tropismo de especies.
Resultados: Se secuenciaron y se monta un novo transcriptoma de V. jacobsoni . También se realizó un análisis de la expresión génica diferencial en contraste con réplicas biológicas de V. jacobsoni poblaciones que difieren en su capacidad de reproducirse en A. mellifera . Encontramos 287 genes expresados diferencialmente (FDR ≤ 0,05), de los cuales el 91% se encuentran en los ácaros que se reproducen en A. mellifera . Además, los ácaros que se encuentran en la reproducción de A. mellifera mostraron sustancialmente más variación en la expresión entre repeticiones.Buscamos genes ortólogos en bases de datos públicas y pudimos asociar 100 de estos 287 genes expresados diferencialmente con una descripción funcional.
Conclusiones: Existe la expresión génica diferencial entre los dos grupos de ácaros, con más variación en la expresión de genes entre los ácaros que fueron capaces de reproducir en A. mellifera . Un pequeño grupo de genes mostró una expresión reducida de los ácaros en el A. mellifera, incluyendo supuestos factores de transcripción y genes de desarrollo del tracto digestivo. La gran mayoría de los genes expresados diferencialmente fueron regulados en este huésped. Este conjunto de genes mostró enriquecimiento para los genes asociados con la función respiratoria mitocondrial y la apoptosis, lo que sugiere que los ácaros en este huésped puede estar experimentando mayor estrés, y puede estar menos adaptado para parasitar. Algunos genes implicados en la reproducción y la oogénesis también fueron sobreexpresados, lo que debería estudiarse más a fondo.
El artículo fue publicado en BMC Genomics el miércoles (16 de noviembre) y está disponible en http://dx.doi.org/10.1186/s12864-016-3130-3 .
La financiación para el estudio y un proyecto en curso de secuenciación del genoma fue proporcionado por el Departamento de Agricultura de EE.UU.-Servicio de Investigación Agrícola y el USDA Instituto Nacional de Alimentación y Agricultura.
Escrito por: Natalie Van Hoose, 765-496-2050, nvanhoos@purdue.edu
Fuentes: Gladys Andino, 765-494-0935, gandino@purdue.edu
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