Como parte de un consorcio internacional, Investigadores del INRA, en asociación con el CEA y el INRIA, han secuenciado uno de los primeros genomas de una polilla de la superfamilia Noctuoidea:Spodoptera frugiperda, o gusano cogollero. Esta plaga de cultivos, hasta ahora solo conocida en el continente americano, se ha vuelto invasora en África desde 2016. Publicado en Informes científicos el 25 de septiembre de 2017, este estudio abre perspectivas para nuevos métodos de control biológico y una mejor comprensión de los mecanismos implicados en la aparición de resistencia a los plaguicidas.

Spodoptera frugiperda es una polilla perteneciente a la superfamilia Noctuoidea. También se le llama gusano cogollero porque las orugas son a veces tan numerosas que forman "alfombras" en el suelo, similar a un ejército en marcha. A diferencia de la mayoría de insectos herbívoros, el gusano cogollero es muy polífago:ataca a más de cien especies de plantas, incluyendo cultivos (maíz, arroz, sorgo, algodón y soja). La polilla se mueve en grandes enjambres y puede volar largas distancias.

Hasta ahora limitado a América y el Caribe, Se estima que Spodoptera frugiperda causa 600 millones de dólares en daños en Brasil cada año según la FAO. En América, Hasta la fecha se han identificado 67 casos de resistencia de insectos a plaguicidas, ilustrando la dificultad de controlar estas poblaciones. Desde enero de 2016, se ha vuelto invasivo en África, donde destruye cultivos de maíz en 21 países del sur y oeste del continente. Actualmente es una amenaza para el continente europeo.

Secuenciación de uno de los primeros genomas de una polilla perteneciente a la superfamilia Noctuoidea

En el marco de un consorcio público internacional llamado Fall Armyworm, Investigadores del INRA, en asociación con el CEA y el INRIA, secuenciaron el genoma de Spodoptera frugiperda. Describieron uno de los primeros genomas de una polilla perteneciente a la superfamilia Noctuoidea y, más específicamente, estudió tres tipos de familias de genes en este insecto.

• Los científicos analizaron primero un grupo de genes involucrados en el reconocimiento de plantas hospedadoras que les permite alimentarse o poner sus huevos. Al comparar el genoma de S. frugiperda con los genomas disponibles de lepidópteros (no polífagos), los investigadores encontraron una expansión en el número de genes (230 frente a 45 a 74 en otros lepidópteros) que codifican un cierto tipo de receptor del gusto. Estos últimos se encuentran en la trompeta de la polilla (probóscide) o debajo de sus patas. Se cree que les permiten detectar toxinas o compuestos amargos producidos por las plantas. El único insecto que se sabe que tiene tales expansiones de receptores gustativos es un escarabajo omnívoro, el escarabajo rojo de la harina, que también ataca una amplia gama de alimentos.
• Los investigadores también observaron otras familias de genes necesarios para hacer frente a las defensas químicas que las plantas producen en exceso cuando son atacadas (desintoxicación). Descubrieron expansiones en dos de las cuatro principales familias de genes para la desintoxicación (que codifican el citocromo P450 (CYP) o las glutatión-S-transferasas (GST)). Estos son los mismos genes que pueden participar en la resistencia a los pesticidas.
• Finalmente, los científicos describieron un grupo de genes implicados en la digestión de tejidos vegetales.

Para el propósito del estudio, Se analizaron dos genomas de S. frugiperda:dos variantes genómicas basadas en la planta huésped del insecto:la variante de maíz y la variante de arroz, que se encuentran en todo su rango de distribución en América. Los investigadores encontraron diferencias entre las variantes en términos del número y secuencia de genes necesarios para desintoxicar las toxinas emitidas por las plantas y en los genes necesarios para la digestión.

Estos datos se pusieron a disposición de la comunidad científica internacional para permitir a los especialistas identificar qué variante de la polilla está invadiendo África. Es más, este trabajo también permitirá vislumbrar nuevos métodos de control biológico. También mejorará la comprensión de los mecanismos por los que aparece la resistencia a los plaguicidas.