Η μύγα της Μεσογείου Ceratitis capitata : μια συγκριτική μελέτη μεθοδολογιών ελέγχου φυσικού πληθυσμού μέσω της κυτταροπλασματικής ασυμβατότητας

Thumbnail Image
Date
2024-01-19
Authors
Κωτσαδάμ, Ελένη
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Η μύγα της Μεσογείου (medfly) Ceratitis capitata (Diptera: Tephritidae) είναι ένα κοσμοπολίτικο γεωργικό παράσιτο υψηλής οικονομικής σημασίας. Αποτελεί πρότυπο για την ανάπτυξη στρατηγικών καταπολέμησης παρασίτων που προκαλούν στειρότητα σε φυσικούς πληθυσμούς, όπως η τεχνική του στείρου εντόμου (SIT). Η SIT είναι μια φιλική προς το περιβάλλον μέθοδος ελέγχου, όπου μεγάλος αριθμός στείρων αρσενικών απελευθερώνεται στην περιοχή-στόχο, για να ζευγαρώσουν με τα θηλυκά του φυσικού πληθυσμού. Στην medfly, οι απελευθερώσεις μόνο αρσενικών είναι πιο αποτελεσματικές, λόγω της ύπαρξης στελεχών γενετικού διαχωρισμού του φύλου (GSS), με την τελευταία γενιά των GSS Vienna7 και Vienna8 να χρησιμοποιείται σε εγκαταστάσεις μαζικής εκτροφής παγκοσμίως. Η Wolbachia pipientis είναι ένα υποχρεωτικό ενδοκυτταρικό, μητρικά κληρονομούμενο βακτήριο που ανήκει στα αρνητικά κατά Gram α-πρωτεοβακτήρια. Βρίσκεται κυρίως στους αναπαραγωγικούς ιστούς των αρθροπόδων και είναι υπεύθυνο για την επαγωγή διαφόρων αναπαραγωγικών αλλοιώσεων, συμπεριλαμβανομένης της θηλυκοποίησης, της παρθενογένεσης, της θανάτωσης των αρσενικών και της κυτταροπλασματικής ασυμβατότητας (CI). Ο πιο κοινός φαινότυπος είναι ο CI και μπορεί να είναι είτε μονόδρομος είτε αμφίδρομος. Η medfly δεν είναι τυπικός ξενιστής για τη Wolbachia, οπότε έχει προταθεί η τεχνική του ασύμβατου εντόμου (Incompatible Insect Technique, IIT) εναντίον της και τις τελευταίες δύο δεκαετίες, στελέχη Wolbachia έχουν μεταφερθεί στη medfly (wCer2 και wCer4) χρησιμοποιώντας το συγγενικό είδος Rhagoletis cerasi ως δότη. Στην παρούσα εργασία, κατασκευάστηκαν Vienna8D53- GSS που φιλοξενούν Wolbachia (wCer2 ή wCer4), μέσω γενετικών διασταυρώσεων με στελέχη medfly που είχαν ήδη αναπτυχθεί και μολυνθεί με Wolbachia. Τα νέα στελέχη GSS Vienna8D53-[wCer2] και Vienna8D53-[wCer4] όσο και τα τυπικά Vienna8D53- προσδιορίστηκαν μοριακά σε σχέση με την παρουσία/απουσία Wolbachia και τον χαρακτηρισμό του στελέχους Wolbachia που φέρουν με απομόνωση DNA και αντίδραση PCR. Προκειμένου να διαπιστωθεί η επίδραση της μετάλλαξης tsl σε συνδυασμό με το φυλετικό χρωματικό διμορφισμό των βομβυκίων υποβλήθηκαν κατά το εμβρυικό στάδιο σε θερμική επεξεργασία (25, 34 και 35 οC) και πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις σε όλα τα αναπτυξιακά στάδια για να διαπιστωθεί η θερμοκρασιακή ευαισθησία και το λευκό χρώμα των θηλυκών ομόζυγων για τους γενετικούς δείκτες wp/tsl. Επίσης, ελέγχθηκε η γενετική σταθερότητα των στελεχών για δέκα συνεχόμενες γενιές με απομάκρυνση ανασυνδυασμών σε κάθε γενιά. Ακόμη, η γενετική σταθερότητα των GSS μελετήθηκε για πέντε συνεχόμενες γενιές με απομάκρυνση ανασυνδυασμών σε κάθε γενιά και χωρίς παρέμβαση. Η παραγωγικότητα και εκκολαψιμότητα των στελεχών μελετήθηκε μέσω ατομικών διασταυρώσεων (κάθε πιθανός συνδυασμός) μετρήθηκε ο αριθμός των αυγών και το ποσοστό εκκόλαψης σε όλη τη διάρκεια ζωής κάθε ζεύγους. Η ανταγωνιστικότητα των αρσενικών GSS που φέρουν Wolbachia σε σχέση με τα τυπικά Vienna8D53- μελετήθηκε μέσω διασταυρώσεων αναλογίας 1:1:0, 1:1:1 και 1:1:5. Μετρήθηκε ο αριθμός των αυγών και το ποσοστό εκκόλαψης σε όλη τη διάρκεια ζωής των ενηλίκων και υπολογίστηκε ο δείκτης ανταγωνισμού (C- Competitiveness) και το ποσοστό επαγόμενης στειρότητας (%IS- Induced Sterility). Από τα παραπάνω διαπιστώθηκε ότι i) η παρουσία της Wolbachia είναι σταθερή στα νέα στελέχη για τις γενιές (έως F10) που μελετήθηκαν, ii) τα νέα στελέχη όσο και τα τυπικά παρουσιάζουν τον αναμενόμενο γενετικό χαρακτήρα φύλου τόσο στο χρωματικό διμορφισμό των βομβυκίων όσο και στην θερμοκρασιακή ευαισθησία iii) είναι γενετικά σταθερά όταν φιλτράρονται σε κάθε γενιά και για τουλάχιστον πέντε γενιές χωρίς να φιλτράρονται σε μαζικές συνθήκες εκτροφής εργαστηριακής κλίμακας iii) τα αρσενικά Vienna8D53- GSS με Wolbachia επάγουν 100% μονόδρομο και αμφίδρομο CI φαινότυπο που είναι σταθερός σε όλη τη διάρκεια ζωής τους, όντας κατάλληλα για σκοπούς ΙΙΤ για τη δυνητική καταστολή πληθυσμών σε συνθήκες εργαστηριακής κλίμακας.
Description
Keywords
Στελέχη γενετικού διαχωρισμού του φύλου, Τεχνική του στείρου εντόμου, Τεχνική του ασύμβατου εντόμου
Citation