Come parte di un consorzio internazionale, ricercatori dell'INRA, in collaborazione con CEA e INRIA , hanno sequenziato uno dei primi genomi di una falena della superfamiglia Noctuoidea:Spodoptera frugiperda, o verme dell'esercito. Questo parassita delle colture – finora conosciuto solo nel continente americano – è diventato invasivo in Africa dal 2016. Pubblicato in Rapporti scientifici il 25 settembre 2017, questo studio apre prospettive per nuovi metodi di controllo biologico e una migliore comprensione dei meccanismi coinvolti nella comparsa della resistenza ai pesticidi.

Spodoptera frugiperda è una falena appartenente alla superfamiglia Noctuoidea. Viene anche chiamato Armyworm perché i bruchi a volte sono così numerosi da formare "tappeti" a terra, simile a un esercito in marcia. A differenza della maggior parte degli insetti erbivori, il verme dell'esercito è altamente polifago:attacca oltre cento specie di piante, comprese le colture (mais, Riso, sorgo, cotone e soia). La falena si muove in grandi sciami ed è in grado di volare per lunghe distanze.

Fino ad ora limitato all'America e ai Caraibi, Si stima che Spodoptera frugiperda causi 600 milioni di dollari di danni ogni anno in Brasile, secondo la FAO. In America, Ad oggi sono stati identificati 67 casi di resistenza degli insetti ai pesticidi, illustrando la difficoltà di controllare queste popolazioni. Da gennaio 2016, è diventato invasivo in Africa, dove distrugge i raccolti di mais in 21 paesi nel sud e nell'ovest del continente. Attualmente è una minaccia per il continente europeo.

Sequenziamento di uno dei primi genomi di una falena appartenente alla superfamiglia Noctuoidea

Nell'ambito di un consorzio pubblico internazionale chiamato Fall Armyworm, ricercatori dell'INRA, in collaborazione con CEA e INRIA, sequenziato il genoma di Spodoptera frugiperda. Hanno descritto uno dei primi genomi di una falena appartenente alla superfamiglia Noctuoidea e, più specificamente, studiato tre tipi di famiglie di geni in questo insetto.

• Gli scienziati hanno prima analizzato un gruppo di geni coinvolti nel riconoscimento delle piante ospiti che consente loro di nutrirsi o deporre le uova. Confrontando il genoma di S. frugiperda con i genomi disponibili di lepidotteri (non polifagi), i ricercatori hanno scoperto un'espansione nel numero di geni (230 contro 45-74 in altri lepidotteri) che codificano un certo tipo di recettore del gusto. Questi ultimi si trovano sulla tromba della falena (proboscide) o sotto le loro gambe. Si pensa che permettano loro di rilevare le tossine o i composti amari prodotti dalle piante. L'unico insetto noto per avere tali espansioni dei recettori del gusto è un coleottero onnivoro, lo scarabeo della farina rossa, che attacca anche una vasta gamma di alimenti.
• I ricercatori hanno anche esaminato altre famiglie di geni necessari per far fronte alle difese chimiche che le piante producono in eccesso quando vengono attaccate (disintossicazione). Hanno scoperto espansioni in due delle quattro principali famiglie di geni per la disintossicazione (codificando il citocromo P450 (CYP) o le glutatione-S-transferasi (GST)). Questi sono gli stessi geni che possono essere coinvolti nella resistenza ai pesticidi.
• Infine, gli scienziati hanno descritto un gruppo di geni coinvolti nella digestione dei tessuti vegetali.

Ai fini dello studio, sono stati analizzati due genomi di S. frugiperda:due varianti genomiche basate sulla pianta ospite dell'insetto - la variante del mais e la variante del riso, che si trovano in tutta la loro gamma di distribuzione in America. I ricercatori hanno trovato differenze tra le varianti in termini di numero e sequenza di geni necessari per disintossicare le tossine emesse dalle piante e nei geni necessari per la digestione.

Questi dati sono stati messi a disposizione della comunità scientifica internazionale per consentire agli specialisti di identificare quale variante della falena sta invadendo l'Africa. Inoltre, questo lavoro permetterà anche di immaginare nuovi metodi di controllo biologico. Migliorerà anche la comprensione dei meccanismi con cui si manifesta la resistenza ai pesticidi.