Studenten der University of Minnesota führten eine entscheidende Genomsequenzierung für die neu entdeckte Sojabohnen-Gallmücke durch – ein Schädling, der die Sojabohnenernte bedroht, eine der weltweit am häufigsten angebauten und konsumierten. Diese kleine Fliege wurde in den wichtigsten Sojaanbaustaaten im Mittleren Westen gefunden, darunter Minnesota, Iowa, Nebraska, South Dakota und Missouri.
Die Schädlingsbekämpfung war schwierig, da Wissenschaftler nur ein begrenztes Verständnis ihrer Biologie haben. Die Genomsequenzierung kann den Beteiligten ein tieferes Verständnis der Biologie des Insekts vermitteln und eine Reihe von Werkzeugen zur Erkennung und Identifizierung bereitstellen.
Die Doktoranden der U of M, die ihre Ergebnisse in der Zeitschrift veröffentlichten G3 Gene|Genome|Genetikwaren in der Lage, die Sequenz des Insektengenoms mit einem kleinen Bruchteil der Ressourcen zu erhalten, die normalerweise für professionelle Sequenzierungsbemühungen zur Verfügung stehen, und lieferten wichtige Informationen für die Entwicklung zukünftiger Schädlingsbekämpfungsstrategien.
Das erste vollständige Genom der Sojabohnen-Gallmücke wurde von Studenten des Kurses Comparative Animal Genomics sequenziert und veröffentlicht, der von Christopher Faulk, einem außerordentlichen Professor am Department of Animal Science, unterrichtet wurde.
Unter Faulks Anleitung hatten Studenten die einzigartige Gelegenheit, Analysen durchzuführen und zum Schreiben der Publikation beizutragen. Die Doktorandin Gloria Melotto ist die Erstautorin des Zeitschriftenartikels und leitete dieses Projekt aus dem Labor von Amelia Lindsey, einer Assistenzprofessorin in der Abteilung für Entomologie, und wird von Robert Koch, einem außerordentlichen Professor in der Abteilung für Entomologie, mitberaten.
Sie fanden:
„Die Sequenzierung eines Tiergenoms war in der Vergangenheit extrem teuer und zeitaufwändig“, sagte Melotto. „Da normalerweise Hunderte von Wissenschaftlern mit Millionen von Dollar arbeiten, war unser kleines Team besonders aufgeregt, diese Ergebnisse zu veröffentlichen.“
Die Gruppe von 10 Studenten extrahierte DNA von Sojabohnen-Gallmücken, die auf einer Farm in Rock County, Minnesota, gesammelt wurden. Sie sequenzierten das Genom des Insekts in einem Semester mit einem handelsüblichen tragbaren Long-Read-Sequenzer. Für ungefähr 2.000 US-Dollar gelang es den Studenten, dieses Genom zu einem Bruchteil der Kosten einer typischen Sequenzierung zu erstellen, die sich auf Millionen von Dollar belaufen können.
„Dieses Insekt wurde der Wissenschaft erst vor wenigen Jahren, im Jahr 2019, beschrieben. Die Tatsache, dass wir in so kurzer Zeit von der Entdeckung eines neuen Schädlings zu einer Klasse von Schülern gelangen können, die eine Genomsequenz veröffentlichen, ist ein Beweis dafür wie weit das Gebiet der Genomik gekommen ist“, sagte Lindsey.
Das Genom der Sojabohnen-Gallmücke wird eine Ressource für die laufende und zukünftige Forschung darstellen, die sich auf die Biologie, Genetik, Evolution und das Management dieses Schädlings und anderer Gallmücken konzentriert.
„Der Besitz des Genoms wird die Erforschung dieses landwirtschaftlich bedeutenden Schädlings schnell voranbringen. Die Sequenzierung eines Tiergenoms ist eine beeindruckende Leistung, die normalerweise von Spezialistenkonsortiums vollbracht wird. Jetzt bin ich stolz darauf, unsere Studenten zu ihnen zu zählen“, sagte Faulk.
Mehr Informationen:
Gloria Melotto et al, Das Genom der Sojabohnen-Gallmücke (Resseliella maxima), G3 Gene|Genome|Genetik (2023). DOI: 10.1093/g3journal/jkad046