Promowane podstrony

Treść strony

Zadanie 2.7. Charakterystyka genetyczna oraz identyfikacja wciornastków Thrips palmi Karny i Frankliniella occidentalis Pergande przy wykorzystaniu technik biologii molekularnej.

Kierownik zadania: dr hab. Aleksandra Obrępalska - Stęplowska

Komórki organizacyjne Instytutu realizujące zadanie:

  1. Międzyzakładowa Pracownia Biologii Molekularnej;

  2. Zakład Biologicznych Metod;

  3. Centrum Badań Organizmów Kwarantannowych, Inwazyjnych i Genetycznie Zmodyfikowanych.

Celem zadania będzie opracowanie procedur identyfikacji genetycznej dwóch gatunków wciornastków: Frankliniella occidentalis i Thrips palmi przy wykorzystaniu technik biologii molekularnej oraz identyfikacji na podstawie cech morfologicznych.

W warunkach Rzeczypospolitej Polskiej na uprawach warzywnych i roślin ozdobnych pod osłonami może występować wiele gatunków wciornastków, ale do najgroźniejszych należą wciornastek zachodni (Frankliniella occidentalis) oraz wciornastek orientalny (Thrips palmi). Frankliniella. occidentalis do marca 2004 r.
był szkodnikiem podlegającym obowiązkowi zwalczania. Obecnie zgodnie
z rozporządzeniem Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dnia 21 lutego 2008 r.
w sprawie zapobiegania wprowadzaniu i rozprzestrzenianiu się organizmów kwarantannowych (Dz. U. Nr 46, poz. 272) wciornastek zachodni nie należy już do szkodników kwarantannowych, natomiast na liście tych organizmów znajduje się tylko wciornastek orientalny. Gatunki te są polifagami będącymi poważnymi szkodnikami zarówno roślin warzywnych, jak i ozdobnych w uprawach szklarniowych. Posiadają bardzo duży zakres roślin żywicielskich. Rozpowszechniły się przez handel roślinami i produktami ich pochodzenia. Poprzez żerowanie i uszkadzanie roślin powodują tzw. bezpośrednią szkodliwość, ale nie mniej ważna jest jednak pośrednia szkodliwość, polegająca na przenoszeniu wirusów, głównie z rodzaju Tospowirusów (rodzinia Bunyaviridae) (np. TSWV – ang. Tomato spotted wilt virus czy INSV – ang. Impatiens necrotic spot virus) przenoszonych przez omawiane owady w sposób ciągły. Wirusy te dodatkowo mogą całkowicie niszczyć rośliny powodując bardzo duże straty ekonomiczne.

Frankliniella occidentalis oraz Thrips palmi są łatwo rozróżnialne na podstawie cech morfologicznych w postaci imago. Niestety stadia, z którymi najczęściej mają do czynienia służby fitosanitarne to wczesne stadia przedimaginalne, w których jak wspomniano wyżej dochodzi do ekspozycji na wirusy oraz nabywania ich przez owady. Stadia te są nierozróżnialne morfologicznie, stąd istnieje konieczność opracowania metod, które szybko oraz specyficznie umożliwią ich właściwą diagnostykę oraz odróżnienie jednego gatunku od drugiego. Do szybkich, wiarygodnych i coraz częściej stosowanych metod diagnostycznych służą te, opracowane na podstawie danych z genomu z wykorzystaniem technik biologii molekularnej.

Brak jest w literaturze danych dotyczących identyfikacji oraz różnicowania molekularnego Frankliniella occidentalis i Thrips palmi. Procedury takie byłyby więc opracowywane na nowo, a jednocześnie ze względu na ograniczoną ilość danych
w Banku Genów dotyczących sekwencji wykorzystywanych do celów detekcji wymagałyby zebrania tych danych przez sekwencjonowanie. Dla celów projektów planuje się poznanie sekwencji segmentu rDNA obejmującego sekwencje 18S rDNA, ITS1, 5.8S rDNA, ITS2 i 28S rDNA oraz być może IGS (ang. Intergenic spacer) oraz geny zlokalizowane w genomie mitochondrialnym obejmujące minimum geny coxI
 
i coxII, a w razie potrzeby również inne. Aby zapewnić wiarygodność uzyskanych wyników należałoby przeprowadzić analizy dla minimum pięciu geograficznie izolowanych populacji z każdego gatunku (każdej min. w trzech powtórzeniach), co pozwoli określić w nich obszary konserwatywne oraz zmienne oraz umożliwią odpowiednie dobranie parametrów reakcji PCR, która będzie podstawową metodą umożliwiającą wykrywanie badanych wciornastków. W przypadku, gdyby reakcja nie była wystarczająco czuła planowane jest rozwinięcie metody do reakcji Real-Time PCR z SybrGreen lub w razie potrzeby z sondą TaqMan zwiększającej czułość metody. Planowane jest również opracowanie reakcji typu multiplex PCR (lub multiplex Real-Time PCR) umożliwiającej wykrycie (lub odróżnicowanie) ww. gatunków w jednej probówce, w jednej mieszaninie reakcyjnej. Poza tym dla zebranych populacji planowane jest przeprowadzenie analizy typu RAPD (Random amplification of polymorphic DNA), oraz zsekwencjonowanie produktów charakterystycznych dla obu gatunków przy 5` i 3` końcach, tak, aby uzyskać typowy i charakterystyczny dla gatunku marker typu SCAR (Sequence characterized amplified region). Dla uzyskanej sekwencji zostałyby zaprojektowane specyficzne startery oligonukleotydowe umożliwiające amplifikację specyficznego produktu w bardziej selektywnych niż RAPD warunkach.

Opracowanie metodyki na podstawie trzech zaproponowanych segmentów (rDNA, mtDNA, marker SCAR) umożliwi nie tylko specyficzną reakcję ww. gatunków, ale powinno dać możliwość odróżnienia tych gatunków od innych, gdyby zaistniała taka potrzeba. Identyfikacja tylko tych dwóch gatunków pozwoli służbom granicznym
i Państwowej Inspekcji Ochrony Roślin i Nasiennictwa szybko i dokładnie weryfikować te szkodniki.

Harmonogram realizacji zadania z podziałem na etapy

Etap I - 2011 r.

Zebranie materiału do badań; utrzymanie populacji w hodowli szklarniowej
i rozpoczęcie charakterystyki sekwencji rDNA dla Frankliniella occidentalis
i Thrips palmi oraz materiałów do charakterystyki morfologicznej.

Etap II - 2012 r.

Prowadzenie prac związanych z charakterystyką sekwencyjną Frankliniella occidentalis i Thrips palmi na obszarze rDNA oraz sekwencjonowanie wybranych fragmentów genomu mitochondrialnego oraz rozpoczęcie poszukiwań markera SCAR różnicującego oba gatunki, a występującego
we wszystkich populacjach.

Etap III - 2013 r.

Ukończenie prac związanych z sekwencjonowaniem wybranych regionów genemu mitochondrialnego Frankliniella occidentalis i Thrips palmi oraz charakterystyką markera SCAR oraz rozpoczęcie opracowywania protokołów PCR z uwzględnieniem wyżej wymienionych regionów i markerów.

Etap IV - 2014 r.

Rozszerzenie metodyki detekcji i różnicowania o Real-Time PCR oraz próby opracowania reakcji typu multiplex dla jednoczesnego i jednoprobówkowego wykrywania i różnicowania obu gatunków z wykorzystaniem metod PCR (na wybranych segmentach i markerach genomu) oraz Real-Time PCR.

Etap V - 2015 r.

Ukończenie badań dotyczących optymalizacji detekcji Frankliniella occidentalis
i Thrips palmi metodami biologii molekularnej, w szczególności metodą Real -Time PCR oraz opracowanie kluczy do diagnostyki molekularnej
i morfologicznej oraz przeszkolenie pracowników Państwowej Inspekcji Ochrony Roślin i Nasiennictwa.

Wyniki zadania są przekazywane Państwowej Inspekcji Ochrony Roślin
i Nasiennictwa do wykorzystania w pracy nad identyfikacją wciornastków Thrips palmi Karny i Frankliniella occidentalis Pergande.

 

« wstecz

Dodatkowe menu

Stopka kontaktowe

Dane kontaktowe

60-318 POZNAŃ, ul. Władysława Węgorka 20

tel.: +48 61 864 9000, fax: +48 61 867 6301

e-mail: sekretariat@iorpib.poznan.pl

Stopka strony

baner toplayer
Wesołych Świąt Wielkanocnych