1840-cı illərin İrlandiya kartof qıtlığı bitki xəstəliklərinin qida təhlükəsizliyinə vura biləcəyi dağıdıcı təsirin bariz bir xatırlatmasıdır. Patogenin yaratdığı İrlandiyanın kartof bitkilərini məhv edən bədbəxtlik Phytophthora infestans, geniş yayılmış aclığa və əhalinin azalmasına səbəb oldu. Bununla belə, kartofla bu patogen arasında mübarizə 19-cu əsrdə bitmədi. Əslində, mübarizə bu gün də davam edir, çünki bitki yetişdiriciləri və elm adamları inkişaf edən patogeni üstələmək üçün yarışırlar.
Şimali Karolina Dövlət Universitetinin son araşdırması bu təkamül xarakterli silahlanma yarışına yeni işıq salıb. nəşr olundu Təbiət Rabitə, bu tədqiqat həm kartof bitkisinin müqavimət genlərini, həm də patogenin təsiredici genlərini - patogenin ev sahibini yoluxmasına kömək edənləri eyni vaxtda təhlil edən ilk tədqiqatdır. Tarixi kartof yarpaqlarından DNT-ni tədqiq etməklə tədqiqatçılar keçən əsrdə həm bitkinin, həm də patogenin birgə təkamülünü izləyə bildilər.
Təməlqoyucu yanaşma
Keçmiş aspirant Allison Coomber və professor Jean Ristainonun rəhbərlik etdiyi tədqiqat qrupu, hədəf zənginləşdirmə ardıcıllığı kimi tanınan qabaqcıl texnikadan istifadə etdi. Bu üsul onlara həm bitkidən, həm də eyni yarpaq nümunələrində mövcud olan patogendən xüsusi DNT fraqmentlərini çıxarmağa və təhlil etməyə imkan verdi. Ənənəvi tədqiqatlarda tədqiqatçılar ya bitkiyə, ya da patogenə diqqət yetirərdilər, lakin bu ikili yanaşma onların qarşılıqlı təsirinin daha əhatəli görünüşünü təklif edirdi.
Şimali Karolina Dövlət Universitetinin Bitki Patologiyası üzrə görkəmli professoru William Neal Reynolds, Dr. Jean Ristaino bu metodun yeniliyini vurğuladı:
“Biz bu işi 15 il əvvəl edə bilməzdik, çünki genomların ardıcıllığı yox idi. İkili zənginləşdirmə strategiyası bizə qeyri-bərabər miqdarda olsa da, həm ev sahibi, həm də patogen genomların hədəflənmiş bölgələrini tutmağa imkan verdi.
Araşdırmada diqqət mərkəzində olmuşdur FAM-1 gərginliyi Phytophthora infestans, İrlandiya kartof qıtlığından məsul olan və o vaxtdan bəri qlobal miqyasda kartof bitkilərini bəlaya salmağa davam edir. Tədqiqat bu ştamın kartof bitkisinə qarşı müqavimət göstərə biləcəyini ortaya qoydu R1 bitki seleksiyaçıları onu yerləşdirməyə başlamazdan çox əvvəl müqavimət geni. Bu, patogenin yabanı kartof populyasiyalarında oxşar müqavimət genlərinə artıq məruz qaldığını göstərir ki, bu da ona insan müdaxiləsinin öhdəsindən gəlməyə əsas verir.
Patogenin uyğunlaşması
Tədqiqatın ən təəccüblü tapıntılarından biri patogenin müqavimət səylərinə cavab olaraq təkamül edə bilməsi idi. Bitki yetişdiriciləri yeni müqavimət genlərini təqdim etdikdə belə, patogen bir addım öndə qalmağı bacardı, yoluxucu şücaətini qorumaq üçün effektor genlərini dəyişdirdi. Tədqiqat həmçinin aşkar etdi ki, patogen 1845-1954-cü illər arasında bir sıra xromosomlar əlavə edib, ehtimal ki, onun təkamül uğuruna töhfə verib.
Lakin patogenin bütün effektor genləri dəyişməyib. Bəziləri ötən əsrdə olduqca sabit qaldı və onların sağ qalmasında mühüm rol oynadıqlarını göstərir. Bu sabit genlərin hədəflənməsi gələcək bitki yetişdirmə səyləri üçün potensial strategiya ola bilər.
Coomber bu sabit genlərin əhəmiyyətini belə izah etdi:
“100 illik insan müdaxiləsindən sonra patogendə çox dəyişməmiş bəzi genlər var. Onlar çox sabitdirlər, potensial olaraq patogen üçün həqiqətən vacibdirlər. Bu genləri hədəfləmək, patogenin əks reaksiya inkişaf etdirməsini həqiqətən çətinləşdirər.
Gələcək yetişdirmə üçün təsirlər
Tədqiqatın nəticələri gələcək kartof yetişdirmə proqramlarına geniş təsir göstərə bilər. Patogenin zamanla necə inkişaf etdiyini başa düşərək, seleksiyaçılar daha təsirli müqavimət strategiyaları hazırlaya bilərlər. Məsələn, onlar daha stabil olduğu sübut edilmiş müqavimət genlərindən istifadə etməyi və ya müxtəlif vəhşi kartof növlərindən olan çoxsaylı müqavimət genlərini birləşdirməyi seçə bilərlər - bu, piramidalaşma kimi tanınan bir strategiyadır.
Dr. Ristaino qeyd etdi:
“Patogen haqqında kifayət qədər məlumatımız olmayanda effektiv bitki yetişdirmək çətindir. İndi biz hansı effektorların zamanla dəyişdiyini bildiyimizə görə, seleksiyaçılar daha sabit müqavimət genlərindən və ya müxtəlif vəhşi ev sahiblərinin çoxsaylı müqavimət genlərindən istifadə edə bilərlər.
Bu araşdırma ilə davam edən mübarizədə irəliyə doğru əhəmiyyətli bir addımdır Phytophthora infestans və həm bitki, həm də patogen genetikasının başa düşülməsinin vacibliyini vurğulayır. İş bir neçə qrant, o cümlədən Təkamül Tibb Mərkəzinin və Milli Elm Fondunun dəstəyi ilə maliyyələşdirilib.
Şimali Karolina Dövlət Universitetinin tədqiqatı bitki-patogen qarşılıqlı təsirinin mürəkkəbliyini və davamlı müqavimət inkişaf etdirməkdə seleksiyaçıların üzləşdiyi çətinlikləri vurğulayır. Kartof bitkiləri arasında silahlanma yarışı kimi Phytophthora infestans davam edir, bu tədqiqat gələcəkdə daha davamlı məhsullara gətirib çıxara biləcək mühüm fikirlər təqdim edir. Stabil effektor genlərin hədəflənməsi və gen piramidalanması kimi strategiyaların tətbiqi kənd təsərrüfatının ən davamlı təhlükələrindən biri ilə mübarizə aparmaq üçün yeni yollar təklif edə bilər.
