Ученые из Новосибирска разработали универсальный метод определения пола у бабочек

Ученые из Новосибирска разработали универсальный метод определения пола у бабочек

Этот метод может быть полезен для борьбы с вредителями, такими как непарный шелкопряд, а в будущем пролить свет на механизмы передачи некоторых вирусных инфекций

Метод, с помощью которого сибирские ученые предложили различать
самок и самцов личинок бабочек, или чешуекрылых, может быть
полезен для борьбы с вредителями, такими как непарный шелкопряд,
а в будущем пролить свет на механизмы передачи некоторых вирусных
инфекций, сообщает издание «Наука в Сибири». Статья об
этом опубликована в
Journal of Insect
Physiology

«Для чего нужно определять пол насекомых? Например, чтобы
регулировать количество вредителей, в частности непарного
шелкопряда — врага лесных насаждений по всему миру. Численность
этих насекомых зависит от соотношения полов: если самок рождается
много, то через два-три года можно ожидать вспышки размножения.
Поэтому хорошо бы иметь препарат, который не только подавляет
популяцию, но и снижает процентное соотношение самок. У всех
животных особи женского и мужского отличаются физиологически,
насекомые — не исключение, поэтому такое избирательное
воздействие возможно», — объясняет соавтор исследования научный
сотрудник Института систематики и экологии животных СО РАН
кандидат биологических наук Ирина Анатольевна Белоусова.

Как известно, насекомые особенно вредят растениям будучи
личинками — именно против них направлено большинство
разрабатываемых препаратов. Но тут возникает сложность: если во
взрослом состоянии, которое у бабочек называется имаго, пол
определить достаточно просто, то личинки чешуекрылых имеют схожие
морфологические особенности, и на глаз отличить их нельзя.
Сибирские биологи разработали метод определения пола личинок по
количеству гена, который содержится в их половых хромосомах.

Система половых хромосом у насекомых обратна человеческой: если у
людей две хромосомы X означают женский пол, а X и Y — мужской, то
у чешуекрылых особи, обладающие двумя хромосомами Z, — это самцы,
а Z и W — самки. Ученые с помощью ПЦР смотрят в образце
количество гена kettin, содержащегося в Z-хромосоме. В пересчете
на остальные хромосомы получается, что этого гена у самцов в два
раза больше, чем у самок.

«Метод ПЦР сейчас используют во всех лабораториях, анализ
делается просто и быстро. Кроме того, наш способ универсальный, —
говорит Ирина Белоусова. — Обычно пол определяют по
отличительному гену W-хромосомы, но она содержит много мобильных
элементов и повторов, то есть всегда отличается у разных видов.
Хромосома Z консервативна, поэтому ее гены универсальны для всех
чешуекрылых. При этом в качестве маркера можно выбрать любой ген,
специфичный для Z-хромосомы», — рассказывает Ирина Белоусова.

Ученые провели два исследования, чтобы подтвердить достоверность
метода. Сначала в ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» с
помощью компьютерного моделирования проанализировали все геномы и
транскриптомы, которые секвенированы на данный момент у 56 видов
чешуекрылых (информация была взята из базы данных Национального
центра биотехнологической информации США). Затем в ИСиЭЖ СО РАН
метод протестировали in vitro на трех видах — непарном
шелкопряде, вощинной огнёвке и капустной моли.

Простой и универсальный метод определения пола у личинок
чешуекрылых нужен был ученым не сам по себе, а для решения более
масштабных задач. Лаборатория экологической физиологии ИСиЭЖ СО
РАН, в которой работает Ирина Белоусова, на непарном шелкопряде
изучает вертикальную передачу латентных вирусных инфекций, то
есть распространение вируса из поколения в поколение. Для того
чтобы знать, как передается инфекция от родителей потомству,
нужно на любом этапе развития особи уметь определять ее пол.

«У непарного шелкопряда в популяции есть латентный вирус. Он
интересует нас, во-первых, в связи с всё той же разработкой новых
методов борьбы с вредителями. Препарат, который мог бы вызывать
болезнь, будет экологически безопасным: вирус поражает только
этот вид насекомых, и снижает численность вредителя только до
фонового значения, полностью не уничтожая, — рассказывает Ирина
Белоусова. — Во-вторых, мы хотим понять механизмы вертикальной
передачи. Латентных форм вирусных инфекций в мире вообще не так
много, у человека к ним относятся такие опасные заболевания, как
герпес и ВИЧ. Поскольку у всех вирусов есть общие тенденции
эволюционного развития, то данные по инфекции, которую мы
изучаем, в будущем могут быть ценными для вирусологии вообще».

 

Источник: www.sbras.info

scientificrussia.ru