Гени стійкості до жуків-шкідників допоможуть врятувати ясен в Європі і Північній Америці
Вчені виявили 53 гена, які дозволяють азіатським ясенам боротися з смарагдовою златкою. Цей небезпечний шкідник був завезений в Європу і Північну Америку і загрожує існуванню місцевим видам ясенів.
Автори публікації в Nature Ecology and Evolution сподіваються, що їх відкриття ляже в основу методів селекції або генного редагування, які допоможуть зберегти європейські та північноамериканські ясени.
Розвиток міжнародної торгівлі стирає біогеографічні кордони і сприяє швидкому поширенню шкідників і паразитів. Нерідко це призводить і до екологічних проблем.
Наприклад, завезений з Азії грибок Cryphonectria parasitica майже повністю знищив популяцію американських каштанів (Castanea dentata) на початку XX століття. А жителям Росії добре відома сумна історія колхидского самшиту (Buxus colchica), який став жертвою інтродукованого шкідника - самшитовою вогнівки (Cydalima perspectalis).
В останні десятиліття фахівці всерйоз стурбовані долею американських і європейських видів ясенів (Fraxinus sp.). Ці дерева вважаються ключовими для помірних лісів, але над ними нависла загроза - інвазивний жук ясенова смарагдова вузькотіла златка (Agrilus planipennis). Родина цієї комахи - Східна Азія. Місцеві види ясенів пристосувалися співіснувати зі златкою, проте американські і європейські види беззахисні перед нею. Не дивно, що поява цієї комахи в Європі і Північній Америці загрожує ясенам масовою загибеллю. У США златки вже погубили сотні мільйонів дерев - і мільярди можуть послідувати за ними в найближчі роки.
Дослідники сподіваються, що, вивчивши азіатський ясен, здатний дати відсіч смарагдовій златкі, можна буде знайти спосіб захистити від вимирання американські і європейські види. Саме цим зайнялися вчені під керівництвом Лори Келлі (Laura J. Kelly) з Лондонського університету королеви Марії. Вони реконструювали філогенетичні взаємини 26 видів і підвидів ясенів і порівняли їх стійкість до ураження златками, оцінену експериментальним шляхом.
Виявилося, що здатність протистояти смарагдовій златці тричі незалежно виникала в роді Fraxinus. Дослідники виявили шість стійких до шкідника видів. Всі вони походять з Східної Азії. Цікаво, що деякі з них виявилися найближчими родичами вразливих видів з Європи і Північної Америки.
Це дає надію на створення гібридних ясенів, які можуть врятувати популяції цих дерев.
Крім того, команда виділила 53 гена-кандидата, які, можливо, допомагають азіатським ясенам оборонятися від жуків. 48 з них незалежно виникли в трьох еволюційних лініях. Сім генів беруть участь в синтезі захисних речовин фенілпропаноїдів, а ще сімнадцять пов'язані з розпізнаванням травоїдних, передачею захисних сигналів і запрограмованою загибеллю клітин. Аналіз показав, що серед уразливих видів деякі з цих генів також зустрічаються, але вони часто пошкоджені мутаціями.
Автори відзначають, що виявлені гени можуть стати мішенями для селекції або генного редагування американських і європейських ясенів. Скориставшись даними методами, можна буде спробувати запобігти вимирання цих дерев і відновити їх популяції в районах, які вже постраждали від навали інвазивних жуків.
Смарагдова златка - далеко не єдиний небезпечний вид, який переселився на нове місце проживання завдяки людині і став проблемою для місцевих екосистем. Вчені називають такі види інтродуцентами.
Також читайте: