70 yıllık ölümcül bir kahve mantarı bilim adamları tarafından hayata döndürüldü – işte nedeni

Kahve solgunluğu hastalığına neden olan mantar sporları. kredi: kaby

Araştırmacılar, hastalığın nasıl geliştiğini ve yayılmasının nasıl önlenebileceğini keşfetmek için kahve solgunluğuna neden olan mantar örneklerini yeniden etkinleştirdi.

Kahve solgunluğu hastalığına, 1920’lerden beri Sahra altı Afrika’da yıkıcı bir salgına yol açan ve şu anda Afrika’nın en popüler iki kahvesini etkileyen bir mantar neden oluyor: Arabica ve Robusta.

Yeni araştırma, mantarın, muzlardaki Panama hastalığı da dahil olmak üzere çok çeşitli mahsullerde solgunluk hastalığına neden olan yakından ilişkili bir mantardan genler alarak kahve bitkilerini enfekte etme kabiliyetini artırdığını gösteriyor.

Araştırmacılar, bu bilginin, örneğin diğer ürünlerle birlikte kahve ekmeyerek veya ilgili mantarları barındırabilecek bitki kalıntılarının birikmesini önleyerek, çiftçilerin yeni hastalık türlerinin ortaya çıkma riskini azaltmasına yardımcı olabileceğini söylüyorlar.

sürdürülebilir çözümler

araştırma ekibi Londra İmparatorluk Üniversitesi, Oxford Üniversitesive tarımsal kâr amacı gütmeyen CABI ayrıca, CABI kültür koleksiyonundaki tarihi örnekleri incelemenin, mahsul hastalıklarının nasıl geliştiğine ve bunlarla mücadele için yeni, sürdürülebilir yollar bulma konusunda zengin bilgiler sağlayabileceğini söylüyor. Çalışma bugün yayınlandı BMC genomiği.

Çalışmanın ilk yazarı Lily Beck, Grantham Enstitüsü’nde ve Imperial’de Yaşam Bilimleri Bölümü’nde Değişen Bir Gezegende Doktora Eğitim Ortaklığı için Bilim ve Çözümler öğretiyor. Dedi ki: “Yeni ortaya çıkan mahsul hastalıklarıyla savaşmak için artan miktarlarda kimyasal ve mantar ilacı kullanımı, birçok çiftçi için ne sürdürülebilir ne de uygun fiyatlı.

“Bunun yerine yeni hastalık türlerinin nasıl geliştiğini anlayabilirsek, çiftçilere ilk etapta yeni hastalıkların ortaya çıkma riskini azaltmak için ihtiyaç duydukları bilgiyi sağlayabiliriz.”

Özel kahve türleri

Ekip, kahve solgunluğu hastalığına neden olan mantarın soğutulmuş örneklerini yeniden canlandırdı. 1920’lerde ve 1950’lerde ve 1990’lar arasında iki ciddi hastalık salgını yaşandı ve zarar vermeye devam ediyor.

Örneğin, 2011’de Tanzanya’da solgunluk nedeniyle 55.000 Robusta kahve ağacı öldü ve bu süreçte 160 trilyon kahve yok edildi – 22 milyondan fazla kahve fincanına eşdeğer.

Kahve bitkisi kahve solgunluğu hastalığı tarafından öldürüldü. kredi: kaby

1920’lerde bir salgının başlangıcında, kahve solgunluğu hastalığı çok çeşitli kahve çeşitlerini enfekte etti ve sonunda 1950’lerde enfekte ağaçların yakılması, kahvede doğal direncin araştırılması ve kahvede doğal direncin araştırılması gibi yönetim uygulamaları ile kontrol altına alındı. seçilmiş Daha dayanıklı bitki çeşitleri.

Bununla birlikte, hastalık 1970’lerde yeniden ortaya çıktı ve 1990’larda geniş çapta yayıldı. Her biri belirli kahve türlerini enfekte eden iki ayrı hastalık grubu tanımlanmıştır: biri Etiyopya’da Arabica kahvesine, diğeri ise Doğu ve Orta Afrika’da robusta kahvesine bulaşır. Ekip, iki suşun nasıl ortaya çıktığını araştırmak istedi.

gen takası

CABI güvenli laboratuvarında, 1950’lerde toplanan ve CABI koleksiyonunda depolanan orijinal salgından iki suşu ve 2003’ten en sonuncusu olan iki kahveye özgü mantar suşundan ikisini yeniden uyandırdılar. Mantarların genomlarını sıraladı ve inceledi DNA Bu özel kahvelere ulaşmalarına yardımcı olabilecek değişikliklerin kanıtı için.

Daha yeni, çeşitli mantarların önceki türlerden daha büyük genomlara sahip olduğunu keşfettiler ve mantarların bitki savunmasını aşmasına ve bitkilerde hastalığa neden olmak için hayatta kalmasına yardımcı olabilecek genleri belirlediler.

Bu genlerin ayrıca, Sahra altı Afrika’daki muzlar da dahil olmak üzere 120’den fazla farklı ürünü etkileyen ve günümüzde en yaygın tür olan Cavendish muzunu yok eden Panama hastalığına neden olan, yakından ilişkili farklı bir mantarınkine çok benzer olduğu bulunmuştur. . .

Muzu enfekte eden bu mantarın suşlarının, yeni çeşitleri enfekte etme kabiliyeti vererek genleri değiştirebildiği bilinirken, genlerinin farklı mantar türlerine potansiyel transferi daha önce görülmemiştir.

Ancak ekip, iki türün bazen kahve ve muz bitkilerinin köklerine çok yakın yaşadığını, bu nedenle kahve mantarının bu faydalı genleri doğal muz temelli komşusundan almış olabileceğini kaydetti.

Kahve ve muzlar, daha uzun muz bitkilerinin sağladığı gölge gibi kahve bitkileri gibi genellikle birlikte yetiştirilir. Araştırmacılar, çalışmalarının, muz ve kahve gibi yakından ilişkili hastalıkları olan mahsulleri birlikte ekmemenin, kahve öldürücü mantarın yeni türlerinin ortaya çıkma olasılığını azaltabileceğini gösterebileceğini söylüyorlar.

salgınların evrimi

Araştırmacılar, mantarın bitkiye nasıl bulaştığını tam olarak incelemek için laboratuvarda kahve bitkilerini enfekte etmek için yeniden aktive edilmiş suşları kullanıyorlar ve bu da hastalığın yayılmasını önlemenin başka yollarını sağlayabilir.

Fikirler, yakından ilişkili diğer bitki patojenlerinin benzer sıçramalar yaparak yeni hastalıkların ortaya çıkmasına neden olabileceği farklı ekinlerin bitkilerine de uygulanabilir. Bitki hastalıkları için tarihi örnekleri incelemenin değerini ortaya koyan ekip, son 100 yılda dünyanın dört bir yanından toplanan 30.000 örneği barındıran CABI koleksiyonunda saklanan diğer hastalıklarla çalışmayı tekrarlamayı planlıyor.

Oxford’daki Zooloji Bölümü’nden ve Imperial’deki Yaşam Bilimleri Bölümü’nden baş araştırmacı Profesör Timothy Barclau şunları söyledi: “Tarihsel yaklaşım bize yeni bir hastalık salgını meydana gelmeden önce ve sonra bitki patojenlerine ne olduğunu gösteriyor. Daha sonra mekanizmaları inceleyebiliriz. evrim ve gelecekte benzer salgınların nasıl meydana gelebileceğine dair tahminleri iyileştirin.

“Amacımız, birçok bitki patojeniyle ilgili bu çalışmayı tekrarlamak ve nihayetinde patojenitenin nasıl geliştiğine dair bir ‘kural kitabı’ oluşturarak, mümkün olduğunda gelecekteki salgınları önlememize yardımcı olmaktır.”

Referans: Lily de Beek, Robin W. Noel, Julie Flood, Matthew Ryan ve Timothy J. Baraclaw, 4 Haziran 2021 ve BMC genomiği.
DOI: 10.1186 / s12864-021-07700-4