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A Universidade de Cincinnati está decodificando a genética de pragas agrícolas em projetos que podem ajudar a impulsionar a produção agrícola e pecuária para alimentar milhões de pessoas em todo o mundo.
Joshua Benoit, professor associado da Faculdade de Artes e Ciências da UC, contribuiu para estudos genéticos de vermes da bicheira do Novo Mundo que se alimentam de gado e tripes, pequenos insetos que podem transmitir vírus aos tomates e outras plantas.
É a mais recente colaboração internacional de Benoit, que anteriormente sequenciou o DNA de genomas de criaturas temidas, como percevejos.
Bem a tempo para o Halloween, o novo tópico de estudo de Benoit não é menos assustador. O nome latino para a bicheira do Novo Mundo significa “comedor de homens”. Essas moscas azuis brilhantes com olhos laranja-abóbora põem até 400 ovos em feridas abertas ou feridas de gado, cabras, veados e outros mamíferos. As larvas emergentes começam a roer seus hospedeiros, alimentando-se de tecidos vivos e mortos e criando feridas horríveis.
“Às vezes você vê um cervo sem um pedaço da cabeça. As moscas podem causar pequenos ferimentos que se transformam em ferimentos graves”, disse ele.
Benoit e seus co-autores sequenciaram o genoma da bicheira e identificaram maneiras de cortar populações, visando genes específicos que determinam o sexo e controlam o crescimento e o desenvolvimento ou até mesmo comportamentos específicos que ajudam as moscas a encontrar um hospedeiro animal adequado.
O estudo liderado pelo entomologista Maxwell Scott da North Carolina State University foi publicado na revista. Biologia das comunicações.
“Nosso principal objetivo era usar a informação genômica para construir cepas exclusivamente masculinas para um programa aprimorado de insetos estéreis”, disse Scott.
A bicheira do Novo Mundo é uma ameaça agrícola que causa bilhões de dólares em perdas de gado a cada ano na América do Sul, onde é comum. A mosca também foi um flagelo na América do Norte, mas foi erradicada dos Estados Unidos em 1982 com um controle populacional intenso e contínuo.
Hoje, um laboratório operado pelo Panamá e pelo Departamento de Agricultura dos Estados Unidos estabeleceu uma barreira biológica fora da Cidade do Panamá, um ponto de estrangulamento geográfico entre os dois continentes.
“Eles criam moscas em um laboratório, esterilizam-nas com produtos químicos ou radiação e jogam essas moscas machos estéreis no ambiente de um avião para que se reproduzam com as fêmeas e não produzam filhos”, disse Benoit.
Ano após ano, os especialistas agrícolas gradualmente expulsaram a bicheira do Texas, do México e da maior parte da América Central.
“Eles apenas usaram força bruta e boa ciência”, disse Benoit. “Eles apenas os levaram para o Panamá.”
Hoje, o Panamá e os Estados Unidos continuam a liberar milhões de vermes estéreis a cada semana no ponto de estrangulamento para evitar que a espécie se mova para o norte.
Um surto de 2016 nas Florida Keys ameaçou exterminar o animal ameaçado de extinção antes da intervenção do USDA, tratando animais infectados com um parasita e liberando milhões de vermes estéreis na cadeia de ilhas. até que eles desapareceram.
“Os Estados Unidos ainda ajudam a pagar por programas de controle no Panamá, principalmente porque não queremos que a bicheira volte aqui. É a forma mais barata de evitar danos potenciais de bilhões de dólares”, disse Benoit.
Uma maneira possível de cortar custos seria criar apenas vermes machos que devem ser soltos, para que o laboratório não incorra nos enormes custos de alimentação das fêmeas. O estudo genético da UC pode ajudar os cientistas a descartar as fêmeas antes de nascerem.
“Então você mantém os machos sobreviventes. Então esteriliza os machos e isso economizaria muito dinheiro porque você só teria que criar os machos para a liberação”, disse ele.
Em seguida, Scott disse que quer entender como a bicheira Cochliomyia hominivorax evoluiu como um parasita carnívoro, enquanto espécies semelhantes preferem carniça.
Benoit também contribuiu para um estudo genômico na revista Biologia BMC para um inseto não muito maior do que o ponto da letra i. Thrips, um pequeno inseto alado, é uma legião ao redor do mundo, alimentando-se de uma ampla variedade de culturas, incluindo soja, tomate e até mesmo cannabis. Eles podem destruir as plantações ao comê-las e transmitir vírus prejudiciais.
Em um estudo liderado pela entomologista Dorith Rotenberg da North Carolina State University, os pesquisadores mapearam 16.859 genes que ajudaram a compreender os sistemas sensoriais e imunológicos dos tripes e das glândulas salivares que transmitem os vírus.
“O genoma fornece ferramentas essenciais e conhecimento para desenvolver estratégias de manejo genético de pragas para suprimir as populações de pragas de tripes”, disse Rotenberg.
Um vírus de tripes é uma preocupação agrícola particular – o vírus da murcha manchada, que estudos mostraram que podem reduzir o rendimento de uma colheita em até 96%.
“Estamos falando de perdas de centenas de milhões de dólares”, disse Benoit.
O estudo descobriu que os tripes podem ser comedores enjoados e ter adaptações genéticas únicas que provavelmente permitem que se alimentem de muitos insetos. Eles perfuram a planta e sugam os sucos.
E tripes têm sistemas imunológicos surpreendentemente sofisticados, concluiu o estudo. Os pesquisadores identificaram 96 genes imunológicos, mais do que muitos outros insetos estudados até agora.
“Mapeamos o genoma, mas também caracterizamos os aspectos imunológicos e como eles se alimentam”, disse Benoit. “Foi o primeiro estudo desse tipo a explicar o que está por trás de seus mecanismos reprodutivos. Foi muito mais detalhado do que os estudos genômicos anteriores que fizemos.”
O estudo foi financiado em parte pela National Science Foundation e por uma bolsa de pesquisa para o desenvolvimento de professores da UC.
Benoit disse que a solução para uma infestação de tripes, sem surpresa, tem sido os pesticidas. Mas o estudo da UC pode ajudar a encontrar melhores soluções ambientais, disse ele.
“Os pesticidas não discriminam nada. O mesmo pesticida que mata um cupim pode matar uma abelha. Quando pulverizado, outros insetos benéficos podem ser mortos”, disse Benoit. “Portanto, não queremos erradicar as espécies tanto quanto queremos encontrar maneiras melhores de controlá-las, para não termos que usar tanto pesticida.”
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Traduzido de Science Daily
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