Descodificando o segredo simbiótico da mosca da azeitona

Resumo

A mosca da azeitona é uma grande praga na região do Mediterrâneo, causando danos significativos às plantações de azeitonas e resultando em perdas anuais de quase € 3 bilhões, principalmente por meio da alimentação de suas larvas em azeitonas. Pesquisas recentes se concentraram na relação simbiótica entre a mosca da azeitona e Candidatus Erwinia dacicola, com estudos genéticos revelando diferentes haplótipos em várias populações e sugerindo potenciais abordagens específicas da região para o manejo de pragas com base nesse entendimento mais profundo.

O mosca de fruta verde-oliva (Bactrocera oleae) é a praga mais significativa dos olivais na região do Mediterrâneo e no mundo.

Os danos são causados ​​por suas larvas, que se alimentam do fruto da oliveira, causando perdas quantitativas e qualitativas significativas no fruto e no azeite.

A cada ano, a praga é responsável por mais de 30% da destruição de todas as plantações de azeitonas do Mediterrâneo, o que equivale a perdas anuais de quase € 3 bilhões.

Os inseticidas têm sido, há muito, o principal recurso contra a infestação da mosca da oliveira, como no caso de muitas outras pragas da oliveira, como a traça de oliveira.

Os impactos ambientais, como a toxicidade para organismos não-alvo, a poluição aquática e a contaminação da cadeia alimentar humana, resultaram na retirada recente de um número sem precedentes de componentes inseticidas por meio da implementação de regulamentações da União Europeia.

Além disso, o uso generalizado de pesticidas, combinado com os breves ciclos de vida dos organismos nocivos, resultou em cepas resistentes.

Ao contrário da maioria das outras pragas, no entanto, a mosca da azeitona depende quase inteiramente de uma bactéria simbiótica, nomeadamente Candidatus Erwinia dacicola.

As larvas de insetos precisam desse simbionte para se alimentar de azeitonas verdes imaturas, superando as defesas químicas naturais da azeitona, como oleuropeína, e é um fator importante no desenvolvimento larval quando se alimenta de azeitonas pretas.

Também aumenta a produção de ovos em fêmeas adultas sob condições estressantes.

Devido a esta relação única entre inseto e bactéria, Ca. E. dacicola tem sido objeto de pesquisas recentes sobre novos métodos de controle.

Foi demonstrado, por exemplo, que certos compostos antimicrobianos, como oxicloreto de cobre e viridiol, podem interferir na relação simbiótica, levando à interrupção do desenvolvimento larval e à diminuição da resistência em adultos.

Nova pesquisa publicado na Nature busca fornecer uma base de conhecimento mais abrangente sobre a qual construir, realizando o estudo genético mais detalhado sobre a mosca da azeitona e seu simbionte.

O estudo examinou os padrões biogeográficos e a diversidade genética dos organismos em 54 populações que abrangem o Mediterrâneo, a África, a Ásia e as Américas.

Os pesquisadores identificaram três haplótipos bacterianos primários: htA, htB e htP.

Os haplótipos htA e htB dominaram a região do Mediterrâneo, com o htA prevalecendo nas populações ocidentais (por exemplo, Argélia, Marrocos e Península Ibérica) e o htB nas áreas orientais (por exemplo, Israel, Turquia e Chipre).

As populações do Mediterrâneo Central exibiram uma blend desses haplótipos, refletindo uma zona de confluência influenciada pela migração e seleção de cultivares de oliveira.

Evidências arqueológicas sugerem que as azeitonas foram domesticadas no Mediterrâneo oriental e se espalharam para o oeste. Os pesquisadores observam que os padrões genéticos da mosca da azeitona e seu simbionte se alinham com esses movimentos, indicando que a seleção humana de cultivares de azeitona provavelmente influenciou a distribuição e adaptação da praga e seu simbionte.

Por exemplo, a blend genética das populações do Mediterrâneo central é consistente com a blend das linhagens de oliveiras orientais e ocidentais.

O haplótipo htP, exclusivo do Paquistão, também destaca a antiga separação geográfica e a divergência evolutiva, com a menor diversidade genética do simbionte em relação à mosca hospedeira, sugerindo uma associação de longo prazo caracterizada por pressões seletivas.

As populações sul-africanas eram igualmente distintas, refletindo a história evolutiva da mosca e de seu hospedeiro.

Outras populações geograficamente isoladas, como as encontradas em Creta, Califórnia e Irã, foram particularmente úteis na modelagem de padrões de dispersão e adaptação.

Creta, por exemplo, abriga predominantemente htA, apesar de sua proximidade com regiões orientais, provavelmente devido ao isolamento histórico e ao fluxo genético limitado.

As populações da Califórnia compartilham haplótipos simbiontes e hospedeiros do Mediterrâneo oriental, apoiando a hipótese de introdução mediada por humanos a partir da Turquia.

Da mesma forma, as populações iranianas mostram fortes laços genéticos com as populações do Mediterrâneo central, sugerindo introduções e disseminação recentes na região.

Os pesquisadores acreditam que essa compreensão mais profunda da estrutura genética das populações de moscas da oliveira e seus simbiontes pode orientar intervenções direcionadas.

Por exemplo, os perfis genéticos distintos das populações paquistanesa e sul-africana podem exigir abordagens específicas para cada região.

O estudo também destacou o potencial de alavancar a biologia simbionte em manejo de pragas, como ao interromper o papel da bactéria em superar as defesas da oliveira.

• Bioquímica de insetos e biologia molecular