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Filoxera: la genómica arroja luz sobre la historia de la invasión de los viñedos franceses y revela una nueva familia de genes

Los investigadores del INRAE ​​coordinaron un consorcio internacional para la secuenciación y anotación del genoma de la filoxera, cuyos resultados se han publicado hoy en BMC Biology.
Francia - 23/07/2020
Investigación
Filoxera en viña.


La filoxera de la vid, un insecto primo de los pulgones, devastó los viñedos franceses en el siglo XIX después de una introducción accidental. El grave riesgo que representa ahora está bajo control gracias a portainjertos tolerantes, pero el insecto todavía está presente y es poco conocido. Los investigadores del INRAE ​​coordinaron un consorcio internacional para la secuenciación y anotación del genoma de la filoxera. Los resultados se publicaron el 23 de julio de 2020 en BMC Biology. Revelan que el origen de la invasión está en América del Norte, posiblemente a lo largo de la parte superior del Mississippi. Los análisis genómicos también demuestran la existencia de la familia de genes más grande jamás identificada en un genoma hasta la fecha, posiblemente involucrada en la interacción entre el insecto y su planta huésped. Este nuevo conocimiento abre perspectivas científicas para mejorar la viticultura, y más ampliamente sobre los riesgos asociados con la introducción de especies exóticas en un territorio.

El consorcio científico sobre el genoma de la filoxera (Daktulosphaira vitifoliae) se creó en 2011 con el objetivo de arrojar nueva luz sobre la invasión que causó la crisis de la filoxera en Europa en el siglo XIX y comprender mejor el potencial de adaptación de este insecto a través de la descripción de su genoma. El consorcio liderado por INRAE ​​reunió a más de 70 científicos en ocho países, incluidas varias unidades de investigación del CNRS en Francia. En INRAE, se han movilizado habilidades adicionales para coordinar este trabajo, especialistas en enfermedades de la vid, genómica de insectos y bioinformática. Los investigadores también se beneficiaron del soporte técnico de la plataforma INRAE ​​BIPAA (Plataforma de Bioinformática para Artrópodos de Agroecosistemas) para acceder a recursos genómicos en insectos asociados con agroecosistemas y realizar numerosos análisis.

Revelaciones sobre la historia de la invasión 

Los investigadores organizaron campañas de muestreo para el insecto en Europa y Estados Unidos y llevaron a cabo análisis genómicos en individuos. Los resultados proporcionan información sobre la invasión del siglo XIX. Confirman la identificación de Vitis riparia, una vid silvestre estadounidense, como la fuente de la filoxera que invadió Europa. Más específicamente, se cree que las poblaciones silvestres ubicadas a lo largo del río Mississippi están detrás de la introducción de la filoxera en los viñedos franceses. Finalmente, la invasión en el resto del mundo habría sido hecha por las poblaciones introducidas en Europa. La crisis de la filoxera condujo a la destrucción de la mitad de la viña francesa, modificando durante mucho tiempo la economía y la geografía de la viticultura. En última instancia, el uso de vides americanas resistentes como portainjertos ahorrará la viticultura y permitirá el renacimiento de los viñedos europeos.

Grandes descubrimientos sobre la biología del insecto

Los análisis genómicos han revelado la existencia de una nueva familia de genes, la más grande jamás identificada en un genoma. Reúne a casi 2.700 genes (las grandes familias de genes conocidos rara vez superan los 200 genes), lo que representa más del 10% de todo el genoma de la filoxera. Estos genes serían esenciales para las interacciones de la filoxera con la vid. Codifican proteínas pequeñas secretadas, llamadas "efectores", que están involucradas en la inactivación de las defensas básicas de la planta. En su región de origen, la coevolución entre planta e insecto habría permitido a la planta contrarrestar estos ataques, mientras que en Europa las vides cultivadas no tenían los sistemas de defensa adecuados para contrarrestar esta nueva plaga y su cóctel de efectores.

Los resultados obtenidos abren muchas perspectivas, como la evolución de los insectos y, en particular, los pulgones o la genética y la selección de portainjertos tolerantes a la filoxera, dos temas que se están trabajando en el INRAE. También ayudan a mejorar el conocimiento de las invasiones biológicas y sus consecuencias potencialmente desastrosas para la agricultura y, por lo tanto, para la sociedad humana y la economía.

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