E-Locus - Ιδρυματικό Καταθετήριο Πανεπιστημίου Κρήτης

Αρχική Συλλογές Τύπος Εργασίας Διδακτορικές διατριβές

Διδακτορικές διατριβές

Τρέχουσα Εγγραφή: 7 από 2542

[Προσθήκη στο καλάθι]

Κωδικός Πόρου

000470630

Τίτλος

Genomic analysis of pesticide resistance in major and emerging arthropod pests

Άλλος τίτλος

Γονιδιωματική ανάλυση της ανθεκτικότητας στα παρασιτοκτόνα, σε κύρια και πρωτοεμφανιζόμενα αρθρόποδα παράσιτα

Συγγραφέας

Χαραμής, Ιάσωνας Μ

Σύμβουλος διατριβής

Παυλίδης, Παύλος

Μέλος κριτικής επιτροπής

Βόντας, Ιωάννης
Χαλεπάκης, Γεώργιος
Van Leeuwen, Thomas
Καλαντίδης, Κρίτωνας
Λύκα, Κωνσταντίνα
Πιττής, Αλέξανδρος

Περίληψη

Τα αρθρόποδα παράσιτα αποτελούν κρίσιμες απειλές τόσο για τη γεωργική παραγωγή όσο και για τη δημόσια υγεία μέσω των καταστροφικών τους επιπτώσεων στις αποδόσεις των καλλιεργειών και στη μετάδοση απειλητικών για τη ζωή ασθενειών. Ενώ τα χημικά συντιθέμενα παρασιτοκτόνα έχουν αναδειχθεί ως η πιο αποτελεσματική στρατηγική ελέγχου τις τελευταίες δεκαετίες, η εντατική εφαρμογή τους έχει οδηγήσει σε ευρεία ανάπτυξη ανθεκτικότητας μέσω ισχυρής πίεσης επιλογής. Αυτή η κλιμακούμενη πρόκληση της ανθεκτικότητας στα παρασιτοκτόνα απαιτεί μια ολοκληρωμένη κατανόηση των γονιδιωματικών και μοριακών μηχανισμών που διέπουν τις ξενοβιοτικές προσαρμογές στα αρθρόποδα παράσιτα, προκειμένου να καταστεί δυνατή η ανάπτυξη τόσο μοριακών διαγνωστικών εργαλείων όσο και πιο αποτελεσματικών στρατηγικών διαχείρισης παρασίτων. Η διδακτορική διατριβή αυτή διερεύνησε τη γονιδιωματική παραλλαγή που σχετίζεται με την προσαρμογή στα ξενοβιοτικά σε δύο σημαντικά γεωργικά παράσιτα και έντεκα φορείς ασθενειών, χρησιμοποιώντας γονιδιωματικές και μεταγραφωματικές προσεγγίσεις. Στο Κεφάλαιο 2, αναπτύξαμε υψηλής ποιότητας γονιδιώματα για οκτώ επιλεγμένα στελέχη Tetranychus urticae με διαφορετικούς φαινοτύπους ανθεκτικότητας και προσαρμογής σε φυτά-ξενιστές. Χρησιμοποιώντας αυτά τα γονιδιώματα χαρακτηρίσαμε αναλυτικά σχεδόν 1.000 γονίδια κυτοχρωματικών οξειδασών P450 (CYP) και προσδιορίσαμε την παραλλαγή του αριθμού αντιγράφων τους. Βρήκαμε ότι οι γονιδιακές ενισχύσεις εμφανίζονται κυρίως σε επιλεγμένες CYP υποοικογένειες, ενώ επίσης εντοπίσαμε τη γονιδιωματική προέλευση αυτών των γονιδιακών ενισχύσεων και χαρακτηρίσαμε τις γονιδιωματικές αναδιατάξεις που οδήγησαν σε αυτές τις γονιδιακές ενισχύσεις. Χρησιμοποιώντας επίσης RNAseq δεδομένα, εντοπίσαμε επίσης τρεις ενισχύσεις CYP που σχετίζονται με αυξημένη γονιδιακή δόση. Στο Κεφάλαιο 3, εντοπίσαμε ένα στέλεχος A. lycopersici ανθεκτικό στα abamectin και spiromesifen, και μελετήσαμε τις μεταγραφωματικές του αποκρίσεις που σχετίζονται με την ανθεκτικότητα στα ακαρεοκτόνα και την προσαρμογή του σε φυτά-ξενιστές. Ο φαινότυπος ανθεκτικότητας στο abamectin αποδόθηκε εν μέρει σε λειτουργικά επικυρωμένες μεταλλαγές στη θέση στόχου του abamectin, οι οποίες ανιχνεύθηκαν για πρώτη φορά σε αυτό το παράσιτο. Στο ανθεκτικό στέλεχος, εντοπίσαμε επίσης μια μεταλλαγή στο στόχο του spiromesifen, καθώς και δύο υπερεκφραζόμενα γονίδια CYP και UDP-γλυκοζυλοτρανσφερασών (UGTs). Η ανάλυση των μεταγραφικών προτύπων του A. lycopersici κατά τη βραχυπρόθεσμη μεταφορά σε διαφορετικά φυτά-ξενιστές αποκάλυψε διαφορική έκφραση γονιδίων που εμπλέκονται στην πρωτεόλυση, το μεταβολισμό των λιπιδίων και τις διαδικασίες αποτοξικοποίησης. Στο Κεφάλαιο 4, συναρμολογήσαμε τα μεταγραφώματα 11 ειδών σκνιπών και τα χρησιμοποιήσαμε για να χαρακτηρίσουμε και να εξερευνήσουμε την εξελικτική δυναμική >2.700 γονιδίων αποτοξικοποίησης και στόχων εντομοκτόνων. Δείξαμε ότι οι σκνίπες έχουν αναπτύξει εξελικτικά διαφοροποιημένα ρεπερτόρια γονιδίων CYP και γλουταθειόνης-S-τρανσφερασών (GST), συμπεριλαμβανομένων αξιοσημείωτων επεκτάσεων σε ομάδες γονιδίων που σχετίζονται φυλογενετικά με χαρακτηρισμένους μεταβολιστές ξενοβιοτικών ουσιών. Η μελέτη μας βελτιώνει σημαντικά την κατανόησή μας για το πώς έχει εξελιχθεί η αποτοξικοποίηση ξενοβιοτικών στις σκνίπες και παρέχει υποψήφια γονίδια για μελλοντικές μοριακές μελέτες σχετικά με τις προσαρμογές των σκνιπών στα ξενοβιοτικά, συμπεριλαμβανομένης της ανθεκτικότητας στα εντομοκτόνα. Τα ευρήματα και τα συμπεράσματα που προέκυψαν σε αυτή τη διδακτορική μελέτη παρέχουν νέες βιολογικές γνώσεις και θεμελιώδεις γονιδιωματικούς πόρους που διευρύνουν την κατανόησή μας για το πώς τα αρθρόποδα προσαρμόζονται τόσο στα φυσικά όσο και στα χημικά συντιθέμενα ξενοβιοτικά, συμβάλλοντας τελικά στην sανάπτυξη πιο αποτελεσματικών στρατηγικών διαχείρισης παρασίτων.

Φυσική περιγραφή

186 σ. : πίν., σχήμ., εικ. (μερ. εγχρ.) ; 30 εκ.

Γλώσσα

Αγγλικά

Θέμα

Cytochrome P450S

Genomic mechanisms of gene duplication

Target-site mutations

Γονιδιωματικοί μηχανισμοί διπλασιασμού γονιδίων

Κυτοχρωμικές οξειδάσες

Μεταλλαγές ανθεκτικότητας στόχου

Ημερομηνία έκδοσης