Wszyscy mówią o wirusie brązowej rugozy. W końcu istnieją bardzo ograniczone rozwiązania tego problemu, a może to być szczególnie katastrofalne dla wyników finansowych hodowcy. Nie oznacza to, że inne paskudne patogeny są trzymane z daleka. W szczególności jest jeden, dla którego nie znaleziono jeszcze rozwiązania. To jest Clavibacter michiganensis. „Głównymi objawami są więdnięcie roślin, czarne plamy na owocach, a na łodygach roślin rozwija się rak” – mówi Eleni Koseoglou, która uzyskała stopień doktora. z jej rozprawą o tym, jak rozwijać odmiany pomidorów odporne na Clavibacter. „Liście więdną i umierają. Ogólnie rzecz biorąc, Clavibacter jest bardzo destrukcyjny”.

Co z tym?
Ale dlaczego tak mało o tym słyszymy? „Clavibacter jest faktycznie obecny w wielu innych krajach niż na przykład ToBRFV” – dr Jan van der Wolf, badacz bakteriologii z WUR, który nadzorował badania doktoranckie Eleni. „Ale liczba incydentów jest raczej niska. Na przykład w Holandii dochodzi do około 1 do 5 incydentów rocznie, a właściwe wyczyszczenie szklarni powstrzymałoby wybuch epidemii”. Nie dotyczy to jednak hodowców z innych krajów. „W niektórych krajach patogen jest endemiczny, na przykład w Grecji, Rosji, Szwajcarii i Meksyku. Ponieważ jest to patogen przenoszony przez nasiona, hodowcy w tych regionach starają się pracować z najczystszymi nasionami”.

Jeśli hodowca musi opróżnić szklarnię i odpowiednio ją wyczyścić, gdy dojdzie do wybuchu Clavibacter, oczywiste jest, że reperkusje ekonomiczne mogą być dość znaczące. W krajach, w których patogen jest endemiczny, ryzyko reintrodukcji jest wysokie. „Rzecz w tym, że ten patogen może przetrwać w odpadach i resztkach pożniwnych” – podkreśla. „Więc jeśli nie czyścisz odpowiednio, dostajesz nową infekcję. Ci hodowcy, którzy nie dbają o higienę, są narażeni na wysokie ryzyko wybuchu epidemii Clavibacter”.

Zawsze to pomidory
Pomidory są głównym żywicielem tego patogenu, zarówno w szklarniach, jak i na otwartym polu. Dlatego Eleni zbadała, jak zrobić odmiany pomidorów odporne na Clavibacter. Metoda, którą zastosowała, wydaje się jednak równie skuteczna, co sprzeczna z intuicją. „Ogólnie rzecz biorąc, szukając genu odporności, skanujesz dzikie gatunki, które są spokrewnione z pomidorami” – wyjaśnia. „Za pomocą analizy genetycznej i mapowania starają się zidentyfikować geny odpowiedzialne za tę odporność. Następnie wprowadzają ten gen do danej uprawy, która byłaby w stanie rozpoznać jedną cząsteczkę patogenu, skutecznie go powstrzymując. Jednak w przypadku Clavibacter przyjęliśmy inne podejście”.

Takie podejście ma związek z genami podatności roślin. „Mówiąc wprost, gen może zostać zmanipulowany przez określony patogen, co powoduje infekcję. Te geny są zachowane w różnych gatunkach roślin i istnieją badania nad tym, jak te geny można zastosować w różnych uprawach, aby sprawdzić, czy te geny są skuteczny w zwalczaniu patogenu.Innym sposobem identyfikacji genów podatności jest spojrzenie na ekspresję genów, ponieważ patogen może zmienić ich ekspresję podczas infekcji.

Obrona w górę
Kiedy zostanie znaleziony „winny” gen, istnieją dwie opcje. „Możemy go uciszyć lub całkowicie go znokautować” – zauważa. Obie te metody mogą jednak wymagać kompromisu. Geny podatności często pełnią ważną funkcję w roślinie. „Rośliny mogą stać się karłowate, a może wydajność nie jest dobra. W przypadku genów, które zidentyfikowaliśmy, zaobserwowaliśmy te skutki uboczne. W rzeczywistości rośliny były raczej małe. Ale zauważyliśmy również, że w zależności od tego, jak poradziliśmy sobie z genem podatności, skutki uboczne były różne. Na przykład, gdy tylko wyciszono geny, nadal zachodziła pewna ekspresja genów. Możesz więc uzyskać pożądaną odporność, ale bez niepożądanych skutków ubocznych, które może mieć całkowity nokaut.

„W kolejnym projekcie będziemy kontynuować nasze badania. Zidentyfikujemy białka efektorowe, czyli małe białka, które patogeny tworzą w celu zmiany fizjologii komórki i zaatakowania jej. Wiadomo, że niektóre z tych białek mogą celować w podatność geny powodujące podatność. Możemy więc zidentyfikować, na które geny roślinne wpływa to białko efektorowe”.

To inna historia, jeśli chodzi o wybicie genu. „To właśnie powoduje najbardziej skutki uboczne”. I tutaj praca badawcza Eleni odgrywa kluczową rolę. „Trwają badania nad hodowlą odmian pomidorów odpornych na Clavibacter, przy wsparciu niektórych firm nasiennych. Tak więc w ramach nowego projektu zamierzamy zidentyfikować geny S, które są celem białek efektorowych. białka wytwarzane przez geny S fizycznie oddziałują z białkami efektorowymi.Wierzymy, że znajdując miejsca interakcji białek, możemy wprowadzić mutacje.W ten sposób interakcja między efektorem a białkiem roślinnym zostaje utracona, ale funkcja białka w roślinie pozostaje taka sama. W związku z tym nie ma żadnych skutków ubocznych dla roślin”.

Po więcej informacji:
Uniwersytet i badania w Wageningen
www.wur.nl