Uma estratégia com base na simbiose para a gestão da mosca da azeitona: à procura de potênciais 'cavalos de Troia'
Resumo
As azeitonas e o azeite são componentes essenciais da Dieta Mediterrânica, um património cultural, histórico, social, territorial e ambiental que interliga todos os povos do mediterrâneo. Os produtores sofrem perdas severas na sua produção de azeitonas de mesa e azeite devido à acção da mosca da azeitona. Esta praga tem sido controlada sobretudo com o uso do dimetoato, um pesticida organofosfatado que está em processo de ser retirado da UE dado apresentar riscos para a saúde. Adicionalmente, nesta "corrida ao armamento" entre o Homem e a praga, as moscas desenvolveram resistência ao pesticida através de mutações num gene específico. A pesquisa de populações em que o gene não mutado predomina permite a identificação de regiões prioritárias para medidas de mitigação com o objectivo de limitar a resistência. O desenvolvimento de métodos não-químicos de gestão desta praga é prioritário: a combinação destes métodos, mesmo que individualmente menos eficientes que os pesticidas, pode gerar sinergias muito valiosas e sustentáveis. Neste sentido, quantas mais ferramentas tivermos melhor. O presente projecto visa introduzir uma nova estratégia na gestão da mosca da azeitona: uma estratégia baseada na simbiose. Essencialmente, na procura de inimigos naturais desta praga, vamos-nos focar nos "inimigos internos". A mosca da azeitona, tal como muitos outros organismos, necessita de simbioses para sobreviver e estratégias que impliquem a disrupção destas simbioses ou a manipulação de características do insecto mediadas pelos simbiontes (abordagem semelhante a um cavalo de Troia), são ferramentas promissoras em programas de gestão de pragas. Integrando ensaios de campo, trabalho de laboratório- microscopia avançada, química e biologia molecular, incluindo metagenomica- e modelação ecológica e (filo)genética vão ser abordadas um conjunto de questões, que são "sine qua non" para a referida estratégia de gestão: (i) avaliar a estrutura da comunidade microbiana; (ii) definir os principais microrganismos; e (iii) desenhar uma estratégia para restaurar a comunidade adequada ao objectivo. Com este projeto serão dados os primeiros passos para definir estratégias de controle da mosca da azeitona mediadas pela simbiose.
Objetivos, atividades e resultados esperados/atingidos
Objetivos
The current project will unravel the potential of using the olive fly microbiome in pest management strategies. The rationality of the proposed research follows the below statements (S) and concomitant questions (Q):
S1: There is a strong co-evolutionary relationship of the specialist B.oleae with olive fruits having developed special organs to harbor a bacterial symbiont to counteract the inhibitory effect of oleuropein.
Q1.1: Do different cultivars produce different amounts of oleuropein and does that correlates with the level of B.oleae infestations?
Q1.2: Is there E.dacicola population differentiation and does it relates with cultivars amount of oleuropein?
Q1.3: Is the marked differentiation between Iberian and Italic B.oleae populations [23], also accompanied by obligate symbiont differentiation? Can this be linked to the predominant regional cultivars?
S2: B.oleae is a holometabolic species. At metamorphosis there is a radical remodeling of the gut and other organs, with the elimination of the entire larval gut and contents [24]. Not only the developmental stage but also sex and ecological factors influence the microbiome.
Q2.1: To what extent does live stage and habits change the presence and abundance of E.dacicola?
Q2.2: Is there a shift in symbiotic bacteria populations across insect life stages?
Q2.3: What is the core microbiome associated to B.oleae?
S3: Gut bacteria of insects contribute mainly to nutrition, protection from parasites and pathogens, modulation of immune responses, and communication.
Q3.1: The microbiome of different insects has been shown to aid in several functions, some potentially relevant for the life of B.oleae (namely, N supplementation, overcoming oxidative stress, detoxification, mating competitiveness, antibacterial/antifungal activity). Will putative functional analyses of the bacteria associated with B.oleae, in its different life stages, identify other [than E.dacicola] relevant partners?
Atividades
Task 1: Dimethoate resistance-associated Ace alleles
Task 2: Biological material collection and assessemnt of infestation state
Task 3: Oleuropein detection and quantification
Task 4: olive flies' obligate-symbiont degree of differentiation
Task 5: symbiont co-differentiation
Task 6: link between both host and symbiont with ecological conditions
Task 7: collection of biological material for metabarcoding, based on previous tasks findings
Task 8: life stages dependence on E.dacicola
Task 9: bacterial community via metabarcoding
Task 10: overall critical data interpretation
Resultados
Outcome T1: frequency of dimethoate resistance
Outcome T2: infestation level and material for task 3 and task 4
Outcome T3: estimation of oleuropein per maturation state and cultivar to relate with infestation level and E.dacicola haplotype
Outcome T4: presence and abundance of E.dacicola in its relation to cultivar maturation [Task2], levels of oleuropein [Task3] and larvae generation.
Outcome T5: extent to which host population differentiation is accompanied by obligate main symbiont differentiation
Outcome T6: population differentiation of both host and symbiont in relation to different ecological determinants with emphasis on predominant cultivars
Outcome T7: biological material collected
Outcome T8: host-symbiont ontogeny and identification of vulnerability stages
Outcome T9: Bacterial community associated to B.oleae
Outcome T10: main findings and their relevance
| Attribute | Type | Value |
|---|---|---|
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