Ewolucja specjalizacji i dyspersji w dwukierunkowym eksperymencie selekcyjnym na przykładzie inwazyjnego roztocza Aceria tosichella

Finansowanie: Narodowe Centrum Nauki grant OPUS nr 2016/21/B/NZ8/00786

Kierownik projektu: Anna Skoracka

Wykonawcy: Sara Magalhães, Lechosław Kuczyński, Mariusz Lewandowski, Jacek Radwan, Alicja Laska, Agnieszka Kiedrowicz, Kamila Karpicka-Ignatowska, Anna Radwańska, Jarosław Raubic, Ewa Puchalska, Katarzyna Markowska

Opis: Celem projektu jest empiryczne przetestowanie hipotezy, że istnieje wzajemna ewolucyjna zależność między specjalizacją żywicielską a dyspersją, przy użyciu inwazyjnego roztocza Aceria tosichella (wheat curl mite, WCM) jako systemu badawczego. Realizacja projektu pozwoli udzielić odpowiedzi na następujące pytania:

  1. Czy populacje WCM o rozbieżnym stopniu specjalizacji charakteryzują się odmiennym potencjałem dyspersyjnym?
  2. Jak ewolucja w stałym i w zmiennym środowisku kształtuje specjalizację żywicielską i zdolność WCM do dyspersji?
  3. Jak selekcja na wysoką i niską zdolność do dyspersji wpływa na poziom specjalizacji żywicielskiej?
  4. Czy fenotypy selekcjonowane na odmienną zdolność do dyspersji różnią się dostosowaniem w stałym i zmiennym środowisku?

Do badań została użyta najbardziej polifagiczna (pasożytująca na wszystkich gatunkach zbóż i wielu innych roślinach), inwazyjna linia genetyczna należąca do kompleksu gatunków WCM (MT-1), zidentyfikowana na podstawie fragmentu mitochondrialnego DNA (COI) w ramach naszych wcześniejszych badań. Zaprojektowaliśmy układ eksperymentalny, który obejmuje ewolucję eksperymentalną WCM MT-1 w kierunku wysokiej i niskiej specjalizacji żywicielskiej oraz sztuczną selekcję w kierunku i przeciw dyspersji. Następnie będziemy oceniać efektywność dyspersji między liniami selekcjonowanymi w kierunku i przeciwko dyspersji w środowisku stałym i zmiennym.

Oprócz przetestowania roli doboru naturalnego w ewolucji dyspersji podczas realizacji projektu odpowiemy na pytanie czy duża efektywność dyspersji WCM MT-1 wpływa na prawdopodobieństwo lokalnej adaptacji do różnych żywicieli, a przez to na prawdopodobieństwo zmiany żywiciela i rozszerzenia zasięgu? W ten sposób wyjaśnimy przyczyny skutecznego globalnego rozprzestrzeniania się inwazyjnej linii WCM MT-1.

Wyniki badań:

Laska A., Rector B. G., Skoracka A., Kuczyński L. 2019. Can your behaviour blow you away? Contextual and phenotypic precursors to passive aerial dispersal in phytophagous mites. Animal Behaviour, 155: 141-151, https://doi.org/10.1016/j.anbehav.2019.07.003

Karpicka-Ignatowska K., Laska A., Kuczyński L., Rector B.G., Lewandowski M., Puchalska E., Skoracka A. 2019. A novel experimental approach for studying life-history traits of phytophagous arthropods utilizing an artificial culture medium. Scientific Reports, 9, 20327, https://doi.org/10.1038/s41598-019-56801-4

Singh K., Wegulo S. N., Skoracka A., Kundu J. K. 2018. Wheat streak mosaic virus: a century old virus with rising importance worldwide. Molecular Plant Pathology 19(9): 2193-2206, https://doi.org/10.1111/mpp.12683

Skoracka A., Rector B. G., Hein G., L. 2018. The interface between wheat and the wheat curl mite, Aceria tosichella, the primary vector of globally important viral diseases. Frontiers in Plant Science 9 (1098), 1-8, https://doi.org/10.3389/fpls.2018.01098