Evolución continua de la resistencia a insecticidas en el gusano cogollero a través de cambios en la utilización de...

Área de la Ciencia:

• Biología molecular de insectos y genética de poblaciones.
• Ecología química y manejo de plagas.
• Genómica evolutiva y adaptación.

Sus antecedentes:

• La comprensión de la evolución de la resistencia a los insecticidas en insectos plaga es crucial para la agricultura sostenible.
• Los procesos genómicos poblacionales que impulsan la rápida adaptación a los insecticidas siguen siendo en gran medida desconocidos.
• Spodoptera exigua es una plaga agrícola importante que ha desarrollado resistencia a múltiples clases de insecticidas.

Objetivo del estudio:

• Elucidar los procesos genómicos poblacionales detrás de la resistencia a los insecticidas en Spodoptera exigua.
• Identificar mutaciones específicas que confieren resistencia a avermectinas, piretroides, indoxacarb y diamidas.
• Reconstruir la historia evolutiva y los orígenes de estas mutaciones de resistencia utilizando Grafos de Recombinación Ancestral (ARGs).

Principales métodos:

• Secuenciación del genoma completo de 139 individuos de Spodoptera exigua de 20 poblaciones de China.
• Análisis de la diferenciación genética e identificación de barridos selectivos blandos para seis mutaciones de resistencia.
• Construcción de Grafos de Recombinación Ancestral (ARGs) para inferir los orígenes de las mutaciones y las trayectorias evolutivas.
• Bioensayos de líneas casi isogénicas para evaluar el impacto funcional de mutaciones específicas y la resistencia cruzada.

Principales resultados:

• Se identificaron seis mutaciones clave que confieren resistencia a cuatro clases de insecticidas en Spodoptera exigua.
• Se observó poca diferenciación genética entre las poblaciones, lo que indica una estructura poblacional panmíctica.
• Se detectaron barridos selectivos blandos para las seis mutaciones de resistencia, con al menos cinco de origen único.
• Algunas mutaciones de resistencia surgieron antes de la introducción de los insecticidas correspondientes, mientras que otras emergieron más tarde, a veces confiriendo resistencia cruzada.
• Se observaron dinámicas evolutivas complejas para las mutaciones de resistencia a diamidas, con cambios de frecuencia a lo largo del tiempo.

Conclusiones:

• Spodoptera exigua evoluciona la resistencia a los insecticidas a través de barridos selectivos blandos de mutaciones preexistentes y recién emergidas.
• La genómica poblacional, en particular los ARGs, es poderosa para reconstruir la evolución de la resistencia en insectos plaga.
• Los hallazgos mejoran la preparación e informan las estrategias de manejo proactivo para la resistencia a los insecticidas en plagas agrícolas.