Role mikrobiálních symbiontů v životním cyklu Ips typographus

• Thesis title in Czech: Role mikrobiálních symbiontů v životním cyklu Ips typographus
• Thesis title in English: The role of microbial symbionts in the life cycle of Ips typographus
• Key words: kůrovci, Ips typographus, symbióza, bakterie, houby, holobiont
• English key words: bark beetles, Ips typographus, symbiosis, bacteria, fungi, holobiont
• Academic year of topic announcement: 2019/2020
• Thesis type: Bachelor's thesis
• Thesis language: čeština
• Department: Department of Botany (31-120)
• Supervisor: Mgr. Miroslav Kolařík, Ph.D.
• Author: hidden - assigned by the advisor
• Date of registration: 15.10.2019
• Date of assignment: 15.10.2019
• Date of electronic submission: 08.06.2020
• Date of proceeded defence: 09.07.2020
• Opponents: Mgr. Tereza Veselská, Ph.D.

References

https://www.sciencedirect.com/book/9780124171565/bark-beetles
Briones-Roblero, C. I., Hernández-García, J. A., Gonzalez-Escobedo, R., Soto-Robles, L. V., Rivera-Orduña, F. N., & Zúñiga, G. (2017). Structure and dynamics of the gut bacterial microbiota of the bark beetle, Dendroctonus rhizophagus (Curculionidae: Scolytinae) across their life stages. PloS one, 12(4), e0175470. doi:10.1371/journal.pone.0175470
Malacrinò A. Meta-Omics Tools in the World of Insect-Microorganism Interactions. Biology (Basel). 2018 Nov 27;7(4):50. doi: 10.3390/biology7040050. PubMed PMID: 30486337; PubMed Central PMCID: PMC6316257.

Preliminary scope of work

Cíle:Podat přehled o 1) diverzitě, 2) struktuře společenstev (včetně změn v průběhu životního cyklu hostitle), 3) ekologické roli, 4) lokalizaci a 5) symbiotické provázanosti mikrobů žijících v symbióze s kůrovcem Ips typographus. Práce má podat velmi obecný přehled o symbióze kůrovců s mikroorganismy a zacílit na omezené množství informací o Ips typographus. Cílem práce je definovat „knowledge gap“ a navrhnout postupy vyplnění těchto mezer v poznání včetně postulování hypotéz a metod jejich testování. Proto by práce měla také podat přehled používaných metodik se zaměření na „omics“ přístupy. Hlavní mezery v poznání jsou 1) role mikroorganismů v trávení rostlinné hmoty, syntéze esenciálních živin a degradaci antiherbivorních látek, 2) přítomnost a role intracelulárních symbiontů, 3) metabolická provázanost hostitele a jeho symbiontů.
Nástin kapitol
Symbióza kůrovců s mikroby – obecné mechanismy
Kůrovci žijí v symbióze s řadou bakterií a hub. Symbióza je bud intracelulární (to je pouze endosymbiosa, jsou to různé houby a bakterie) či extracelulární (ta může byt jak endo, tak ekto). Hmyz poskytuje ochranu a rozšiřovaní, mikrob pomáhá štěpit nestravitelné látky (lignocellulozu, dále umí recyklovat močovinu, čímž zpřístupňuje dusík), dodává esenciální živiny (vitaminy, esenciální AMK, steroly, mastné kyseliny) či se podílí na jejich syntéze (metabolická provázanost). Adaptace na straně mikrobu je redukce velikosti genomu, klonální reprodukce, zjednodušení stavby). Text by měl efektivně shrnout tyto znalosti. Na rozdíl o hub, role bakterií je daleko méně poznána, proto by se rešerše měla zaměřit zejména na interakce s bakteriemi.
Intracelulární symbióza u kůrovců?
Toto téma je velmi málo poznané a představuje jasnou mezeru v poznání. Existuje několik prací o Wolbachia u kůrovců. Nepublikované data ukazují na častou přítomnost bakterií rodu Sodalis (dominantní) a Rickettsia, kteří jsou znání vnitrobuněční symbionti hmyzu. Jejich prevalence, pevnost asociace, diverzita a ekologická role u kůrovců je neznámá. Text by měl efektivně zahrnout znalosti o těchto symbiotech (Wolbachia, Rickettsia a Sodalis) u jiného hmyzu.
Perspektiva z pohledu Omics přístupů
Práce by měla shrnout nejmodernější metodické přístupy ve studium mikrobiálních symbiontů. Zásadní znalosti máme z recentních prací metagenomu a metatranskritomu larev, požerků i dospělců, na tyto práce by se excerpce měla zacílit.