Gen Maleness-on-the-Y a určení pohlaví u škůdce vrtule velkohlavé

Ozdobně vyhlížejí muška vrtule velkohlavá (Ceratitis capitata, anglicky Mediterranean fruit fly nebo též medfly) je ve skutečnosti nepříjemným škůdcem. Dokáže způsobit velké škody na řadě různých druhů ovoce. Vrtule velkohlavá původně pochází ze subsaharské Afriky, postupně se ale šíří jako agresivní invazní druh v mnoha oblastech světa, včetně Austrálie, ostrovů Tichého oceánu a severní i jižní Ameriky. Dospělé vrtule se nedostávají příliš daleko, ale na šíření tohoto druhu se podílí především globální obchod s ovocem. Ve Spojených státech již tato vrtule pronikla nejméně do čtyř států – na Havajské ostrovy, do Kalifornie a Texasu a na Floridu. Podle dostupných zpráv byla vrtule velkohlavá naopak již vymýcena na Novém Zélandu a v Chile.

Pokud jde o určení pohlaví potomstva, tak vrtule velkohlavá používá chromozomální systém, který je podobný jako lidský, tedy XX/XY, v němž jsou homogametickým pohlavím samice (XX) a heterogametickým pohlavím jsou samci (XY). U hmyzu dochází k rychlé evoluci signálů určujících pohlaví, které pak během zárodečného vývoje spouští evolučně konzervovanou kaskáduregulačních genetických prvků. Početný mezinárodní tým, jehož součástí byli i Martina Dalíková s Františkem Marcem z Přírodovědecké fakulty Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích a Biologického centra AV ČR, identifikoval u vrtule velkohlavé gen Maleness-on-the-Y (MoY), který se nachází na „samčím“ chromozomu Y.

Produktem tohoto genu je malý protein, který je nezbytný pro vývoj samčího pohlaví u zárodku vrtule. Vypnutí tohoto genu v samčích XY embryích vrtule způsobí, že se vyvine XY vrtule se vzhledem samice. Aktivita genu MoY vneseného do samičích XX embryí zase naopak vede ke tvorbě samčích znaků u nového jedince vrtule. Badatelé zjistili, že gen MoY má stejnou funkci i u jiných druhů čeledi vrtulovitých (Tephritidae). Z toho usuzují, že tento gen má slušný potenciál pro vývoj nových strategií boje s těmito nebezpečnými zemědělskými škůdci.

 Meccariello, A., Salvemini, M., Primo, P., Hall, B., Koskinioti, P., Dalíková, M., Gravina, A., Gucciardino, M. A., Forlenza, F., Gregoriou, M. E., Ippolito, D., Monti, S. M., Petrella, V., Perrotta, M. M., Schmeing, S., Ruggiero, A., Scolari, F., Giordano, E., Tsoumani, K. T., Marec, F., Windbichler, N., Arunkumar, K. P., Bourtzis, K., Mathiopoulos, K. D., Ragoussis, J., Vitagliano, L., Tu, Z., Papathanos, P. A., Robinson, M. D., Saccone, G. 2019. Maleness-on-the-Y (MoY) orchestrates male sex determination in major agricultural fruit fly pests. Science online 28. 8. 2019.

Kontakt: RNDr. Martina Dalíková, Ph.D. (m.dalikova at gmail.com)

Vrtule velkohlavá, samice. Kredit: Alvesgaspar.