Adaptation of an herbivorous arthropod to green tea plants by overcoming catechin defenses
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Green tea catechins are known antioxidants that benefit human health and protect tea plants from biotic stressors. However, some herbivores can counteract catechin defenses and can use tea plants as a host. Among herbivorous mites, an extreme generalist Tetranychus urticae has not been reported as a tea pest. Instead, T. kanzawai , another generalist, has some populations that thrive on tea plants. Here, we investigated the mechanism of the adaptation of these mites to tea plants. Comparative study of the intra- and inter-specific variations in mite performances uncovered differences in their behavioral and xenobiotic responsiveness to green tea catechins. We showed that green tea catechins exert complex defensive roles. They were repellent and toxic to T. urticae and tea non-adapted T. kanzawai mites. In addition, they had an antifeedant effect on tea non-adapted T. kanzawai mites. Matching the catechin structure, we identified an intradiol ring-cleavage dioxygenase DOG15 , a gene horizontally transferred from fungi, as one required for the adaptation of T. kanzawai mites to tea plants. The DOG15 gene has an enhanced inducible expression in tea-adapted T. kanzawai mites, with mRNA and protein levels up to 31.6 and 12.1 times higher than in T. urticae mites fed on tea plants. Furthermore, we identified two amino acid substitutions in DOG15 between Tetranychus species leading to the increased efficacy of the T. kanzawai encoded enzyme toward cleavage of green tea catechins. Thus, we showed that mite adaptation to tea plants occurred in a two-step process. The amino acid substitutions in DOG15 predispose T. kanzawai but not T. urticae for the adaptation to tea plants. Further increased expression of modified DOG15 enables T. kanzawai mites to efficiently detoxify green tea catechins, leading to intra- and inter-specific differences in mites’ ability to use tea plants as a host. Our findings reveal how a horizontally transferred gene can be co-opted through structural and regulatory changes to overcome plant chemical defenses, with implications for herbivore host adaptation and tea pest management.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».