Identificazione e analisi funzionale di geni coinvolti nei processi chemosensoriali nell'ovipositore di Drosophila suzukii

La comprensione della biologia di Drosophila suzukii riveste un importante ruolo nello sviluppo di strategie di lotta efficaci ed ecosostenibili. In particolare, lo studio dei caratteri adattativi che hanno portato questa specie ad occupare una nicchia ecologica diversa da quella delle specie di Drosophila a lei strettamente imparentate fornisce le basi per capire come sia avvenuta l'acquisizione della capacità infestante. L'oggetto della mia tesi è stata l'identificazione tramite trascrittomica, e la successiva messa a punto di un metodo di validazione, di un potenziale sistema chemosensoriale a livello dell'ovipositore che potrebbe essere adoperato dalle femmine gravide per effettuare la scelta del substrato di ovideposizione ideale. La chemopercezione negli insetti è permessa da un' insieme di recettori di membrana, da diverse proteine accessorie e dai rispettivi neuroni in cui si localizzano, che formano specifici organi sensoriali. I chemorecettori si dividono principalmente in tre famiglie di proteine: i recettori olfattivi (OR), i recettori gustativi (GR) e i recettori ionotropici (IR). Per raggiungere i suddetti obiettivi, il lavoro sperimentale è stato diviso in tre parti: - Analisi della Gene Ontology (GO) del trascrittoma dell'ovipositore di D. suzukii e comparazione con quella di altre tre specie di Drosophila non parassite; questa fase ha previsto l'annotazione della GO tramite software Blast2GO, la ricerca manuale e tramite blastx di unigeni codificanti geni sensoriali all'interno del trascrittoma e la verifica della presenza dei geni così identificati nel cDNA dell'ovipositore tramite RT-PCR. - Marcatura del sistema nervoso periferico dell'ovipositore di D. suzukii mediante immunoistochimica utilizzando l'anticorpo anti-HRP coniugato al fluoroforo Cy3 e analisi di preparati microscopici di linee transgeniche di D. melanogaster per l'individuazione dell'espressione a livello dell'ovipositore di determinati geni neuronali e chemosensoriali; in entrambi i casi i preparati di maggior interesse sono stati osservati al microscopio confocale laser a scansione. - Studio e messa a punto di un plasmide pUAS contenente un gene reporter da usare nel sistema binario UAS/GAL4 per l'ottenimento di linee transgeniche di D. suzukii. I risultati di questa tesi non hanno evidenziato rilevanti differenze nella composizione dei trascrittomi delle quattro specie di Drosophila in termini di distribuzione dei termini GO. In tutte e quattro le specie sono stati identificati diversi termini GO relativi alla chemopercezione, alla meccanopercezione e alla presenza di attività neuronale, indicando che l'esistenza di un sistema sensoriale a livello di ovipositore non è una caratteristica unica di D. suzukii. In questa specie, la ricerca di unigeni legati alla percezione chemosensoriale ha permesso di identificare una decina di geni codificanti OR, GR e IR di cui 9 sono stati confermati a livello del cDNA dell'ovipositore. L'osservazione di preparati di linee transgeniche che esprimono GFP secondo il pattern di geni per la chemopercezione in D. melanogaster e quelli di immunoistochimica in D. suzukii non hanno però confermato la struttura di neuroni chemosensoriali a livello delle creste dell'ovipositore mentre hanno suggerito la presenza di recettori meccanici in cui i neuroni si fermano alla base dei rispettivi sensilli senza raggiungere mai l'apice della struttura.