Różnorodność genetyczna i ewolucja wirusów
Nasza obecna wiedza dotycząca sposobu ewolucji wirusów w nowe gatunki, mimo że ma duże znaczenie, jest wciąż ograniczona. Celem projektu PLANTVIRSPE (Analysis of speciation modes in plant RNA viruses) było wypełnienie tych braków wiedzy poprzez analizę specjacji wirusów na podstawie interakcji pomiędzy roślinami a wirusami. Przedmiotem badań partnerów projektu był potywirus, który atakuje dziko żyjących żywicieli w wiecznie zielonych lasach dębowych i łęgowych – dwóch najbardziej rozpowszechnionych ekosystemach w basenie Morza Śródziemnego. Badano różnorodność genetyczną i strukturę potywirusa w wybranych ekosystemach wraz z czynnikami ekologicznymi wpływającymi na specjację. Naukowcy opracowali również model predykcyjny. Potywirus zebrano z pięciu miejsc na terenie porośniętym przez wiecznie zielone lasy dębowe oraz z pięciu miejsc w lasach łęgowych położonych na Półwyspie Iberyjskim. Naukowcy sporządzili listę różnorodności roślin w każdym miejscu i zidentyfikowali gatunki potywirusa, a następnie określili ich występowanie i gospodarzy. Wyniki pokazały, że skład roślin i bogactwo gatunków gospodarzy różniły się między tymi dwoma ekosystemami – większa różnorodność występowała w lasach łęgowych. Ponadto występowanie potywirusa i różnorodność gatunków wirusa były również wyższe w lasach łęgowych. W dwóch badanych ekosystemach występowały różne gatunki wirusów. Niektóre z nich nie były wcześniej znane, co oznacza, że prawdopodobieństwo zakażenia potywirusem jest większe w systemach o większej bioróżnorodności. Dla 157 izolatów wirusa pochodzących z dwóch ekosystemów otrzymano sekwencje nukleotydów genu białka płaszcza wirusa i wykonano analizy genomu w celu ich porównania. Okazało się, że różnorodność genetyczna populacji potywirusów była zależna od gospodarza i położenia geograficznego każdego badanego izolatu wirusa. Analiza oparta na wielozmiennym modelu predykcyjnym wykazała, że najważniejszymi czynnikami wpływającymi na występowanie potywirusa i dywersyfikację genetyczną miały różnorodność biologiczna i gęstość roślin oraz czynniki klimatyczne. Projekt PLANTVIRSPE w sposób znaczący wpłynął na zrozumienie mechanizmów ewolucji nowych wirusów roślin, umożliwiając naukowcom opracowywanie lepszych strategii zwalczania nowych chorób zakaźnych oraz kontrolowania istniejących chorób.
Słowa kluczowe
Różnorodność genetyczna, PLANTVIRSPE, specjacja, potywirus, sekwencje nukleotydów
