Desxifrat el genoma de la fil·loxera que va arrasar les vinyes europees el segle XIX
El genoma de la fil·loxera, un insecte que va causar plagues fins a arrasar les vinyes europees el segle XIX, ha estat desxifrat per un equip internacional on participen els investigadors Miquel Barberà i David Martínez, de l’Institut de Biologia Integrativa de Sistemes (I2SysBio), centre de la Universitat de València i del CSIC. L’estudi apareix publicat a la revista BMC Biology.
El treball confirma que la plaga prové d’Amèrica del Nord i molt probablement de poblacions silvestres ubicades al llarg del curs superior del riu Mississipí. Les conclusions de l’estudi han ajudat a reconstruir la invasió biològica que va desencadenar les plagues mortals sobre les vinyes europees el segle XIX, com també a avançar en les estratègies per millorar la productivitat en viticultura.
La seqüenciació del nou genoma ha estat impulsada pel consorci internacional –més de setanta experts de vuit països d’arreu del món– creat el 2011 i liderat des de l’Institut Nacional d’Agricultura (INRAE) de França. El treball també té el suport tècnic de la plataforma INRAE-BIPAA que ha facilitat l’accés a recursos genòmics sobre insectes associats a agroecosistemes.
El treball dels experts de l’I2SysBio ha estat centrat en l’anotació d’una sèrie de gens relacionats amb el ritme circadiari –un tipus de bioritme– i amb la inducció de la fase sexual. “Es tracta de gens implicats en la fotorecepció, així com de gens candidats a desencadenar una resposta adequada a determinats canvis ambientals que produeixen modificacions en el cicle vital”, detalla David Martínez, investigador a l’I2SysBio i un dels signats de l’article. Tant Martínez com Miquel Barberà han dedicat els darrers anys de recerca a identificar i caracteritzar gens relacionats amb el cicle biològic dels pugons, i van contribuir fa deu anys en la seqüenciació i publicació del genoma de l’Acyrthosiphon pisum. “Les fil·loxeres són insectes emparentats amb els pugons i comparteixen amb aquests un cicle vital complex, amb els quals poden compartir mecanismes moleculars de control dels cicles vitals”. D’ací la participació dels investigadors de l’I2SysBio en el desxiframent del genoma de la fil·loxera.
Fil·loxera: de les riberes del Mississipí a les vinyes franceses
La fil·loxera (Daktulosphaira vitifoliae) és un insecte hemípter de la família dels fil·loxèrids que es nodreix de la saba que obté de les arrels de les vinyes. Descrita per primera vegada l’any 1854 per l’entomòleg Asa Fitch als Estats Units, va originar uns primers brots d’infecció a França el 1863 fins que va ser identificada definitivament el 1868 per Bazille, Planchon i Sahut, membres de la Sociedad de Agricultura d’Hérault a Montpellier.
L’intens comerç de vinyes entre Estats Units i Europa podria haver estat la porta d’entrada accidental de l’insecte, el qual es va estendre de manera inexorable per França –el país més afectat per la plaga– i per altres territoris europeus.
Una nova família gènica amb més de 2.700 gens
Les anàlisis de la seqüència genòmica de l’ADN nuclear de la fil·loxera revelen l’existència de la família gènica més gran mai identificada en un genoma –amb prop de 2.700 gens quan rarament se superen els 200– que representaria un 10% del genoma de l’insecte.
Aquests gens, probablement essencials per a les interaccions entre la fil·loxera i la vinya, codifiquen les proteïnes secretades petites –conegudes com efectors– que podrien intervindre en la desactivació de les defenses bàsiques de la planta. A les vinyes de la regió d’origen, la coevolució entre planta i plaga hauria permès la resistència de les vinyes a l’insecte. Per contra, les vinyes cultivades a Europa no tenien un sistema de defensa adaptat per allunyar l’amenaça de la nova plaga i el seu còctel letal d’efectors.
El treball publicat també confirma que la fil·loxera que va envair Europa procedeix de l’espècie Vitis riparia, un tipus salvatge de vinya americana.
De la recerca bàsica a la millora de la producció vitivinícola
Des d’un vessant aplicat, la informació genòmica del nou estudi permetrà potenciar la millora genètica en la pràctica de la viticultura. Així doncs, un millor coneixement de l’evolució i els mecanismes d’acció de la nova família de gens efectors ajudarà a dissenyar estratègies que bloquegen la seua acció mitjançant intervencions sobre la planta o el paràsit.
