Διαγνωστική μέθοδος για την ανίχνευση μετάλλαξης που εμπλέκεται στην ανθεκτικότητα της αφίδας Aphis gossypii (Glover) (Hemiptera: Aphididae) στα πυρεθροειδή

Abstract

Η ιχφίδα του βάμβακος, Aphis gossypii (Glover) (Hemiptera: Aphididae) είναι πολυφάγο είδος και προσβάλει διάφορες καλλιέργειες όπως βαμβάκι, καλλωπιστικά φυτά, κολοκυθοειδή και αμπέλι. Στο βαμβάκι προκαλεί σοβαρές ζημιές και μπορεί να μειώσει την παραγωγή και την ποιότητα της παραγόμενης ίνας. Για την καταπολέμηση της αφίδας στις καλλιέργειες του βάμβακος χρησιμοποιούνται διάφορα εντομοκτόνα και αρκετά συχνά πυρεθροειδή. Ωστόσο, η υπερβολική και μακροχρόνια χρήση των εντομοκτόνων μπορεί να οδηγήσει στην ανάπτυξη ανθεκτικότητας στις αφίδες. Κύριος στόχος των πυρεθροειδών είναι τα τασεοεξαρτώμενα κανάλια νατρίου στις μεμβράνες των νευρικών κυττάρων. Στην παρούσα εργασία παρουσιάζεται διαγνωστική μέθοδος για την ανίχνευση της σημειακής μετάλλαξης super-kdr (super knockdown resistance) που εντοπίζεται στην ενδοκυτταρική θηλιά μεταξύ των διαμεμβρανικών τμημάτων S4-S5 στην υπομονάδα II της πρωτεΐνης του καναλιού νατρίου. Η μετάλλαξη αφορά τη μετατροπή του αμινοξέος μεθειονίνη σε λεύκινη, M918L. Γενικά, μετάλλαξη στο σημείο 918 έχει βρεθεί σε διάφορα έντομα και προσδίδει μέχρι -1000 φορές ανθεκτικότητα στα πυρεθροειδή. Μελετήθηκαν 92 παρθενογενετικές σειρές της αφίδας από καλλιέργειες βάμβακος από τις περιοχές Μελιά Λάρισας και Αλεξάνδρεια Ημαθίας. Μετά την απομόνωση του DNA από αφίδες και την ενίσχυση τμήματος του καναλιού νατρίου με PCR ακολούθησε η τεχνική RFLP (restriction fragment length polymorpfism). To προϊόν της PCR επωάζεται με το περιοριστικό ένζυμο SspI και στην συνέχεια τα δείγματα ηλεκτροφορούνται σε πήκτωμα πολυακρυλαμιδίου. Το ένζυμο αναγνωρίζει ένα συγκεκριμένο σημείο στις αλληλουχίες που περιέχουν την super-kdr μετάλλαξη. Επιπλέον, αλληλουχήθηκε τμήμα του γονιδίου του κεχναλιού νατρίου σε οκτώ παρθενογενετικές σειρές για να διαπιστωθεί η ύπαρξη της σημειακής μετάλλαξης kdr, η οποία μετατρέπει το αμινοξύ της λεύκινης σε φαινυλαλανίνη, F1014L, και εντοπίζεται στο διαμεμβρανικό τμήμα S6 της υπομονάδας II της πρωτεΐνης. Μετά τη διεξαγωγή των πειραμάτων διαπιστώθηκε ότι το 37% των δειγμάτων δεν έχουν την super-kdr μετάλλαξη (SS γενότυποι). Στο 63% των δειγμάτων βρέθηκε η super-kdr μετάλλαξη σε ετερόζυγη κατάσταση (RS γενότυποι). Η αλληλούχηση για τη διερεύνηση της kdr μετάλλαξης έδειξε ότι κανένα από τα οκτώ δείγματα που εξετάστηκαν δεν έχει τη συγκεκριμένη μετάλλαξη. Η μελέτη επιβεβαίωσε σημαντική παρουσία ανθεκακότητας στα πυρεθροειδή, καθώς το 63% των δειγμάτων βρέθηκαν ετεροζύγωτα στην super-kdr μετάλλαξη, καθιστώντας προβληματικό τον έλεγχο της αφίδας με τα συγκεκριμένα εντομοκτόνα. Επίσης, επεμβάσεις με πυρεθροειδή έναντι άλλων εχθρών του βάμβακος μπορεί να οδηγήσουν σε έξαρση των πληθυσμών της αφίδας. Οι αφίδες δεν επηρεάζονται αρκετά, αντίθετα με τους φυσικούς της εχθρούς που θανατώνονται. Τέλος, η απουσία της super-kdr σε ομοζύγωτη κατάσταση πιθανώς σχετίζεται με αυξημένο κόστος ανθεκτικότητας στους ομοζύγωτους γενότυπους (π.χ. μη φυσιολογική συμπεριφορά, αδυναμία αντίληψης εξωτερικών ερεθισμάτων) με αποτέλεσμα να μην επικρατούν.