• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Naukowcy wydobywają genetyczne patogeny roślin

    04.01.2011. 16:26
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Zespół naukowców finansowany ze środków unijnych i pracujący pod kierunkiem Laboratorium Sainsbury w Norwich Research Park w Wlk. Brytanii odkrył sprawcę zarazy ziemniaka i pomidora oraz mączniaka rzekomego warzyw kapustnych i innych upraw. Badania, których wyniki opublikowano w magazynie Science, zostały częściowe dofinansowane z projektu AVRBLB2-CPT (Manipulacja docelowego gospodarza przez efektor AvrBlb2 patogenu zarazy Phytophthora infestans), który otrzymał wewnątrzeuropejskie stypendium Marie Curie o wartości 171.740 EUR z budżetu Siódmego Programu Ramowego (7PR) UE.

    Zespół zajął się pasożytniczym grzybem wodnym i pleśnią wodną, które wywołują choroby roślin i upraw. "Od pewnego czasu badamy patogen zarazy" - wyjaśnia profesor Sophien Kamoun, kierownik Laboratorium Sainsbury w Norwich Research Park. "W ramach odrębnych badań testujemy geny roślin, które przekazują odporność na zarazę, a w toku ostatnich badań dowiedzieliśmy się, w jaki sposób sam patogen ewoluował i na których genach powinniśmy się skupić, aby go zwalczyć."

    Prowadząc badania naukowcy porównali genom patogenu zarazy ziemniaka z genomami czterech bliźniaczych gatunków, które porażają rozmaite rośliny, w tym dziwaczka Jalapa i powój. Twierdzą, że te blisko spokrewnione patogeny pochodzą z Meksyku, gdzie patogen zarazy pojawił się po raz pierwszy.

    Eksperci odkryli, że wiele odcinków genomu ewoluuje powoli i są one bardzo do siebie podobne w przypadku tych bliźniaczych gatunków. Inne odcinki umożliwiają patogenowi zmianę gospodarza oraz przystosowanie się do nowych gatunków roślin i atakowanie ich - jak wskazują naukowcy.

    "Naszym celem jest wykształcenie odporności na geny ze stabilnego, wolno ewoluującego regionu genomu patogenu" - stwierdza profesor Kamoun. "To powinno bardziej zakłócić zdolność patogenu do tworzenia nowych ras."

    Zespół twierdzi, że patogen zarazy i pasożyt odpowiedzialny za wywoływanie mączniaka rzekomego to rodzaj pleśni wodnej albo lęgniaków - organizmów grzybopodobnych, które wyewoluowały z alg morskich. Mączniak rzekomy powoduje pojawienie się białej kędzierzawej pleśni i żółtych plam na liściach rozmaitych upraw, np. kukurydzy, sałaty czy winogron. Z kolei mączniak zbożowy jest chorobą grzybową jęczmienia, która powoduje największe szkody w chłodnych i wilgotnych klimatach.

    "Główny nacisk naszych badań został położony na zrównoważone rolnictwo" - wyjaśnia profesor Dale Sanders, Dyrektor Centrum im. Johna Innesa w Wlk. Brytanii. "Musimy pomóc hodowcom i rolnikom w produkcji dobrej jakości żywności i innych produktów rolnych w sposób zrównoważony pod względem ekologicznym. Jednym ze sposobów jest opracowanie upraw odpornych na patogeny i szkodniki. Takie uprawy ograniczą konieczność oprysków pestycydami i fungicydami oraz zapewnią lepsze plony, gdyż mniejsza ich ilość ulegnie chorobom."

    Sekwencjonowanie genomów pasożytów zostało przeprowadzone w ramach dwóch badań i ujawniło, że pasożyty pozbyły się wielu genów. Zdaniem naukowców sekwencje genomu pokazują dużą liczbę białek efektorowych - molekuł, które atakują komórki rośliny, aby stłumić jej mechanizm obronny.

    Wkład w badania wnieśli również naukowcy z Niemiec i USA.

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)

    Geny R, geny odporności – grupa genów obecnych w genomie roślin odpowiedzialnych za przekazywanie dziedzicznej odporności na patogeny. Każdy z genów R zapewnia roślinom całkowitą odporność na konkretny patotyp patogenu. Produkt genu R wchodzi w reakcję pośrednią lub bezpośrednią z produktem genu awirulencji (gen avr) obecnego w genomie organizmu atakującego rośliny. Ten mechanizm obronny określany jest jako odporność "gen na gen". Efektem reakcji między produktem genu R a produktem genu avr jest reakcja nadwrażliwości, obumarcie zainfekowanego fragmentu tkanek i uniemożliwienie patogenowi dalszego rozprzestrzeniania.

    Roślinne białka PR (Pathogenesis Related) – grupa białek stwierdzonych w liściach roślin odpornych na patogeny po wniknięciu patogenu do komórek rośliny. Wyróżnia się co najmniej 11 klas białek PR.

    Mączniak rzekomy maku – choroba wywoływana przez patogen Peronospora arborescens. Jest to patogen ścisły, ciało jego składa się ze strzępek, które za pomocą ssawek wnikają do tkanki miękiszowej liścia (przez co można go również nazwać patogenem aparatu asymilacyjnego). Objawy widoczne są na zainfekowanym liściu w postaci: jasnych plam na zewnętrznej stronie, oraz białego nalotu (oznaka etiologiczna) na spodniej stronie blaszki liściowej. Biały nalot to nic innego jak grzybnia mączniaka. Liść ulega deformacji. Objawy można zauważyć również na pędach kwiatostanowych: mocno wykręcone, kwiaty nie zakwitają. Nie zawiązują się główki. Patogen zimuje w postaci bardzo odpornych, grubościennych zarodników (oospor) w tkankach rośliny.

    Zaraza ziemniaka (fitoftoroza) – choroba ziemniaka wywoływana przez organizm grzybopodobny Phytophthora infestans z gromady Oomycota. Organizm ten niszczy części nadziemne roślin oraz bulwy, zarówno w czasie wegetacji jak i po zbiorze. Poraża początkowo stolony, które gniją, następnie przenosi się na bulwy, wywołując ich psucie się i spadek plonów także w fazie przechowywania. Patogen wytwarza jednokomórkowe zarodniki (sporangia), przenoszone przez wiatr na inne rośliny. W mokre lata, kiedy gleba jest nasiąknięta wodą, masowo wytwarza także pływki (zoospory), które szybko infekują nowe rośliny.

    Zaraza ziemniaka (fitoftoroza) – choroba ziemniaka wywoływana przez organizm grzybopodobny Phytophthora infestans z gromady Oomycota. Organizm ten niszczy części nadziemne roślin oraz bulwy, zarówno w czasie wegetacji jak i po zbiorze. Poraża początkowo stolony, które gniją, następnie przenosi się na bulwy, wywołując ich psucie się i spadek plonów także w fazie przechowywania. Patogen wytwarza jednokomórkowe zarodniki (sporangia), przenoszone przez wiatr na inne rośliny. W mokre lata, kiedy gleba jest nasiąknięta wodą, masowo wytwarza także pływki (zoospory), które szybko infekują nowe rośliny.

    Szara pleśń – choroba pleśniowa wielu roślin, wywoływana głównie przez gronowca szarego (Botrytis cinerea Pers), grzyba z klasy workowców. Patogen atakuje różne rośliny: od doniczkowych poprzez ogrodowe, polne do leśnych drzew; w różnych fazach rozwojowych i różne ich części: od nasion po owoce i dorosłe osobniki.

    Serotyp - odmiana mikroorganizmu, którą można określić za pomocą reakcji serologicznych, czyli reakcji z użyciem przeciwciał lub dopełniacza. Różnice pomiędzy serotypami zależą od antygenów znajdujących się na powierzchni komórek drobnoustroju. Często są to białka o kluczowym znaczeniu dla patogenezy lub też substancje odpowiedzialne za mniejszą lub większą wrażliwość mikroorganizmu na czynniki odpornościowe. Dlatego określenie serotypu jest często ważne w przypadku badań laboratoryjnych służących wykryciu i identyfikacji patogenu.

    Dodano: 04.01.2011. 16:26  


    Najnowsze