A herbáriumi anyagokat, vagyis a préselve szárított növényi mintákat a legtöbben csupán a klasszikus botanikai kutatómunkával hozzák kapcsolatba, pedig a bennük megôrzött, több évtizeddel vagy akár tö

Hirdetés

Növénykórokozók a múltból: herbáriumi anyagok molekuláris vizsgálata

Kiss Levente
Hirdetés

Iratkozz fel Te is Youtube csatornánkra, kattints az alábbi YOUTUBE ikonra! 

 

 

A herbáriumi anyagokat, vagyis a préselve szárított növényi mintákat a legtöbben csupán a klasszikus botanikai kutatómunkával hozzák kapcsolatba, pedig a bennük megôrzött, több évtizeddel vagy akár több évszázaddal ezelôtt gyûjtött növénykórokozó gombák, baktériumok vagy vírusok molekuláris módszerekkel való vizsgálata a növénykórtan számára is hasznos lehet. A szemlecikk azokat a kutatásokat tekinti át, amelyek során, herbáriumi anyagok felhasználásával, sikerült közvetlenül is megvizsgálni a Phytophthora infestans 19. században Írországban burgonyavészt okozó törzsének genomját, az 1980-as években világszerte fellángolt paradicsom-lisztharmat kórokozóinak morfológiai és genetikai tulajdonságait a járványok kitörése elôtt néhány évtizeddel, RNS-vírusok és rozsdagombák populációinak változását egy évszázadon keresztül, valamint egyes rozsdagomba-fajhibridek eredetét. A herbáriumi anyagokban megôrzött növénykórokozók molekuláris vizsgálata számos esetben új megvilágításba helyezte az adott növénybetegségrôl a szakirodalomban kialakult képet.
Növénykórokozók a múltból: herbáriumi anyagok molekuláris vizsgálata, a Növényvédelem cikke

A közeli és a távolabbi múltban lejátszódott, növénykórtani szempontból fontos jelenségek (például a történelembôl ismert pusztító járványok vagy ismeretlen eredetû növénybetegségek) számos izgalmas, megválaszolatlan kérdést vetnek fel. Általánosságban elmondható, hogy keveset tudunk a növénypatogén gombák, baktériumok és vírusok populációbiológiájáról, genetikai változékonyságáról, a gazdanövénykörben és – a gombák esetében – az ivaros és ivartalan szaporodásmódokban bekövetkezô változások idôbeni lefutásáról, valamint számos egyéb növénykórtani vonatkozású jelenségrôl.


A modern kutatási módszerekkel vizsgálható idôintervallum alig néhány évtized, amely a biológiai folyamatok egy részében túl rövid ahhoz, hogy jól megalapozott ismereteket szerezzünk számos probléma tisztázására. Különösen hasznos lenne például minél többet megtudni olyan jelentôs növénykórokozókról, mint a 19. században Írországban burgonyavészt és ezáltal legalább egymillió ember éhhalálát okozó Phytophthora infestans, vagy az Észak-Amerikában a 20. század eleje óta több mint négymilliárd szelídgesztenyefa (Castanea sativa) pusztulását okozó Chryphonectria parasitica.


Szintén izgalmas és fontos kérdés számos újonnan feltûnt, járványokat és olykor súlyos gazdasági károkat okozó növénypatogén gomba, baktérium és vírus eredeti gazdanövénykörének és származási helyének felderítése.
Megbízható adatok hiányában sok tekintetben csupán közvetett megfigyelésekre épülô feltételezéseink, hipotéziseink vannak. Speciális, például molekuláris módszerekkel azonban a múltbeli növénykórokozók közvetlenül is vizsgálhatók: erre az akár több száz éve ôrzött herbáriumi anyagok teremtik meg az esélyt.

Herbáriumi anyagok

A herbáriumi gyûjteményekben tárolt, préselve szárított növényi mintákat sokan csupán a klasszikus, taxonómiai jellegû botanikai vagy mikológiai kutatásokkal hozzák kapcsolatba, jóllehet a növénykórtan bizonyos területein végzett kutatómunkához (pl. kóroktani, etiológiai vizsgálatok vagy új elôfordulási adatok dokumentálásához) szintén hozzátartozik a kórokozókkal, elsôsorban gombákkal fertôzött növényi minták herbáriumi anyagként való megôrzése. A préselve szárított növényi anyagokhoz rajzok, fotók, tartós mikroszkópi preparátumok is csatolhatók, amelyek növelik értéküket. Hazai vonatkozásban ki kell emelnünk Linhart György 19. századi, Magyarország gombái címû mûvét (1. ábra), amely nemcsak több ezer, alapos munkával meghatározott növénykórokozó gombafaj préselt mintáit foglalja magába (természetesen a gazdanövények fertôzött részeivel együtt), hanem ezek precíz ábráit (2. ábra) és a mikroszkópos megfigyelések leírását is tartalmazza.

Napjainkban a herbáriumi anyagokat mindenki által hozzáférhetô, nemzetközileg elismert herbáriumi gyûjteményekben (ún. herbáriumokban) kell elhelyezni (deponálni), és a megfelelô publikációkban elérhetôségüket feltüntetni, hasonlóan a DNS-, ill. RNS-szekvenciák molekuláris adatbankokban (pl. a Gen-Bankban) vagy a kórokozók izolátumainak nemzetközi törzsgyûjteményekben (pl. a holland CBS-ben vagy az amerikai ATCC-ben) való deponálási szabályaihoz. Néhány nagyobb herbárium adatait, melyekben növénykórtani szempontból jelentôs gyûjtemények vannak, és a deponálások következtében folyamatosan bôvülnek, az 1. táblázat tartalmazza. Ezekbôl a világhálón is elérhetô nemzetközi intézményekbôl a herbáriumi anyagok kikölcsönözhetôk, és kis részük vizsgálati célokból felhasználható, feltéve, hogy elegendô minta marad a további kutatómunka számára. Jelentôs herbáriumi magángyûjtemények is léteznek világszerte, melyeket a nemzetközi intézmények igyekeznek megszerezni és elérhetôvé tenni a kutatás számára.


A herbáriumi anyagok szerepét a kutatók nagy része nem tartja fontosnak a növénykórtani vizsgálatok szempontjából. Valóban, az anyagok egy része megsemmisül vagy használhatatlanná válik a tárolás során, vagy ha speciális módszerekkel sikerül vizsgálhatóvá tenni a kórokozók mikroszkopikus struktúráit (pl. gombaképleteket, lásd 6. ábra), azok olykor kevés információt szolgáltatnak a kutatás számára. Emiatt a herbáriumi gyûjtemények felhasználása a különbözô problémák vizsgálata során nem tartozik a növénykórtan közkedvelt munkamódszerei közé.


A molekuláris módszerek alkalmazása azonban áttörést hozott az évtizedek vagy akár évmilliók óta fennmaradt, biológiai eredetû anyagokban rejlô információk felhasználásában.
A közeli vagy távolabbi múltban lejátszódott biológiai folyamatokkal kapcsolatban számos olyan kérdés merül fel, melyekre kizárólag a mesterségesen (pl. herbáriumi vagy múzeumi anyagként) tárolt vagy fosszilis formában elôforduló anyagok vizsgálata adhat közvetlen választ.


Ezt a tényt a következôkben elôször néhány, a botanika, a zoológia és az antropológia különbözô területeihez kapcsolódó eredménnyel röviden szemléltetjük, majd bemutatunk több olyan növénykórtani problémát, melyeket a múltból megôrzött anyagok molekuláris vizsgálata nélkül nem sikerült volna tisztázni.


DNS-kivonás és bázissorrend-meghatározás fosszíliákból és hosszú ideje mesterségesen tárolt anyagokból


Az 1980-as évek végén, a polimeráz-láncreakció (PCR) kidolgozását és elsô sikeres alkalmazásait követôen megkezdôdött a legkülönbözôbb élô és holt biológiai anyagokban elôforduló DNS-fragmentumok elemzése. A letûnt korok biológiai történéseivel kapcsolatos genetikai információk feltárása, a polimeráz-láncreakció segítségével, különösen izgalmas kihívást jelentett a kutatás számára. Néhány évvel a PCR elsô alkalmazása után sikerült néhány száz bázispár hosszúságú DNS-szakaszokat felszaporítani, majd ezek bázissorrendjét is meghatározni kb. hétezer éves emberi agyszövetbôl, múzeumokban ôrzött, kihalt emlôsök és madárfajok maradványaiból, kb. ezer éves növényi magvakból, egyetlen emberi hajszálból, több mint 20 millió
éves, borostyánkôbe zárt rovarokból, sôt, az ezekben levô baktériumokból is, és még számos egyéb, különlegesnek számító, a közeli vagy a távoli múltból származó anyagból. Ezekrôl az eredményekrôl kiváló összefoglalók olvashatók a Herrmann és Hummel (1994) által szerkesztett, Az ôsi DNS (Ancient DNA) címû könyvben.


A múltból fennmaradt növényi anyagok molekuláris vizsgálata


A nagyon régi növényi eredetû anyagokkal kapcsolatos molekuláris kutatások közül érdemes megemlíteni azt a Golenberg és mtsai (1990) által a Nature folyóiratban közölt munkát, amely során kb. 17–20 millió éves, a miocén korból származó, fosszilis Magnolia latahensis levélbôl sikerült DNS-t kivonni, és a kloroplasztiszgenomban meghatározni a ribulóz-1,5 difoszfátkarboxiláz enzim nagy alegységét kódoló, ún. rbcL gén egy 820 bázispár hosszúságú szakaszát. Ez a DNS-szekvencia lehetôvé tette a ma élô Magnoliafajok és a régóta kihalt, de fosszilis formában több helyen fennmaradt Magnolia latahensis leszármazási, filogenetikai kapcsolatainak feltárását, valamint az elmúlt 17–20 millió évben a Magnolianemzetségben (és közvetve számos más növénynemzetségben) az rbcL génre jellemzô mutációs ráta megállapítását. E munkát megelôzôen a legidôsebb, sikeresen felszaporított és megvizsgált DNS-minta egy kb. 13 000 éve élt lajhárból származott, így a kutatók jelentôsen megnövelték azt az idôintervallumot, amelyen belül ép, használható DNS-szekvenciák nyerhetôk megfelelôen konzerválódott biológiai anyagokból.


A herbáriumokban tárolt növényi anyagok életkora természetesen sokkal rövidebb, mint a fosszilis anyagoké: általában néhány évtized vagy legfeljebb 100–150 év. Molekuláris vizsgálatuk eredményei elméleti jelentôségük mellett olykor közvetlen gyakorlati haszonnal is járhatnak.


Jó példa erre egy, a pillangósvirágúak (Leguminosae) családjába tartozó fafaj, a Sophora toromiro esete. Ez az endemikus faj eredeti élôhelyén, a Csendes-óceán egyik szigetén már teljesen kipusztult, de néhány példány, melyrôl feltételezték, hogy ehhez a fajhoz tartoznak, botanikus kertekben és magánkertekben fennmaradt. Ahhoz, hogy a faj megmentésére irányuló program során megállapíthassák, melyik az a néhány élô példány, amely valóban a természetben már kipusztult fajhoz tartozik, a S. toromiro herbáriumi gyûjteményekben megôrzött hajtásait használták fel. A herbáriumi anyagokból kivont DNS-mintákat a kutatók összehasonlították az élô, pontosan nem minden esetben azonosítható fák megfelelô DNS-mintáival, így nagy biztonsággal eldönthették, melyek a S. toromiro még élô példányai, amelyekkel megkezdôdhetett a populáció mesterséges felszaporítása és eredeti élôhelyére való visszatelepítése (Maunder és mtsai 1999). A herbáriumi anyagok molekuláris vizsgálata ebben az esetben is olyan információkat szolgáltatott, amelyekhez más módszerekkel nem lehetett volna hozzájutni.

Hosszú ideje fennmaradt gombaképletek molekuláris vizsgálata

A növények szöveteiben elôforduló, részben kórokozó gombák esetében a legrégebbi mintát az Alpokban 3270 méter magasságban, az örök hó birodalmában felfedezett, „Ötzi” néven híressé vált ôsember fûbôl készült ruházatán talált mikroszkopikus gombák jelentették, melyeket a jég az ôsember testéhez hasonlóan konzervált.
A fûszálak radioaktív kormeghatározása azt mutatta, hogy azok az ôsemberrel egyidôsek, vagyis több mint 5000 évesek. A fûszálakon pásztázó elektronmikroszkóppal megfigyelt gomba- és algafonalakból, melyekrôl körültekintô megfontolások alapján feltételezték, hogy a növényekkel azonos korúak, két mikroszkopikus tömlôsgomba és egy bazídiumos élesztôgomba riboszomális DNS-ének (rDNS) ún. ITS („internal transcribed spacer”) és 18S régióit sikerült felszaporítani. Bázissorrendjük meghatározása után kiderült, hogy nem azonosak egyetlen ismert gombafaj megfelelô DNS-fragmentumával sem, jóllehet közeli rokonságot mutattak bizonyos fajok ITS, ill. 18S szekvenciáival (Rollo és mtsai 1995).


A fenti példák azt jelzik, hogy az állati eredetû, nagyon régi anyagok mellett a növénykórtan területéhez kapcsolódó szervezetek (pl. növények és gombák) esetében is elemezhetô DNS-szekvenciák állíthatók elô évszázadok, vagy akár évmilliók óta fennmaradt, megfelelôen konzerválódott anyagokból. Ezek szerint tehát nincs elvi akadálya annak, hogy a fosszilis, és különösen a herbáriumi anyagokban rejlô, növénykórokozókra és gazdanövényeikre vonatkozó genetikai információk megfejtésével próbáljunk választ adni a növénykórtan számos nyitott kérdésére.

Növénykórokozók molekuláris vizsgálata herbáriumi anyagok felhasználásával

A növénykórtani szempontból fontos herbáriumi anyagok egy részét az elmúlt évtizedekben, ill. a 18. és 19. században a kutatók szándékosan a növényeket megfertôzött kórokozók (elsôsorban növénypatogén gombák) konzerválása végett deponálták. Linhart György munkája (1. ábra) vagy az 1. táblázatban felsorolt nemzetközi gyûjtemények ilyen anyagokat tartalmaznak. Emellett azonban növénykórtani problémák vizsgálatára az eredetileg pusztán botanikai célokat szolgáló herbáriumi anyagok is alkalmasak lehetnek, hiszen ezekben a növényi anyagokban szintén elôfordulhatnak növénypatogén vírusok, gombák és egyéb kórokozók.


Jóllehet a herbáriumokban tárolt növényi részek és az ezeken elôforduló, szándékosan begyûjtött vagy véletlenszerûen elôforduló gombák, baktériumok és növénykórokozó vírusok életkora sokkal rövidebb, mint a fosszilis anyagoké, esetükben a PCR-módszerrel való DNSfelszaporítás olykor sokkal körülményesebb, mint a fosszilis anyagokból, vagy éppenséggel lehetetlen. Ennek oka az, hogy a nagyobb herbáriumi gyûjteményekben rovarölô szerekkel kezelik (pl. gôzölik vagy áztatják) a deponált anyagokat, ezek megóvása végett, és a vegyszerek egy része szétroncsolja a nukleinsavakat.


Nagyszámú, nemzetközi herbáriumokban ôrzött mikroszkopikus és makroszkopikus gombaképlet molekuláris vizsgálata azt mutatta, hogy elsôsorban nem az anyagok kora, hanem a gyûjteményekben használt, kártevô rovarok ellen alkalmazott vegyi konzerválószerek típusa döntötte el azt, hogy kinyerhetô-e elemezhetô mennyiségû nukleinsav a mintákból vagy sem (Taylor és Swann 1994).


Mivel a polimeráz-láncreakciók túlnyomó többségében univerzális láncindító szekvenciákat (primereket) használnak, általános probléma annak eldöntése, hogy egy adott herbáriumi anyagból vajon valóban a vizsgálat tárgyát képezô kórokozó DNS-szakaszát sikerült-e felszaporítani, vagy esetleg egy másik, a mintában jelenlevô
mikroorganizmus DNS-e a PCR végterméke.
Ezért a molekuláris vizsgálatok pozitív kontrollt is magukban foglalnak, amely mindig egy pontosan azonosított kórokozó tenyészetben (ill. obligát biotrófok esetében a gazdanövény szövetein) fenntartott alakja. A növénykórokozók herbáriumi anyagokból való, megbízható molekuláris azonosításának elvi vázlatát a 3. ábra szemlélteti. Ezzel a megközelítéssel sikerült a növénykórtan több nyitott kérdését tisztázni, melyek közül néhányat a következôkben mutatunk be.


Mióta szaporodik ivarosan a burgonyavészt okozó Phytophthora infestans a természetben?
Az 1840-es években Írországban fellépett burgonyavészt az egyik legpusztítóbb növénybetegségként tartják számon a történelemben, mivel több éven át tartó éhínséget, és ezalatt legalább egymillió ember éhhalálát, valamint csaknem egymillió ír Amerikába való kivándorlását idézte elô. A betegség azóta is a burgonyatermesztés
jelentôs problémája. Mindennek következtében a betegséget okozó P. infestans széles körû növénykórtani kutatások célpontja.


A szakirodalomban általánosan elfogadott vélemény szerint a betegséget okozó, heterotallikus P. infestans az 1980-es évekig kizárólag ivartalanul szaporodott világszerte, mivel mindaddig csupán az ún. A1-es párosodási típusa (ún. „mating type”) volt ismert az USA-ban és Európában. Azt viszont már a 20. század elsô évtizedeiben megfigyelték, hogy a kórokozó legváltozatosabb genotípusai Mexikóban fordulnak elô, melyet a P. infestans géncentrumának tekintenek, és feltételezték, hogy a világ más burgonyatermesztô vidékeihez képest sokkal nagyobb változatosság oka az ivaros szaporodás lehet. Az A2-es párosodási típust is Mexikóban találták meg elôször, ahonnan 1958-ban írták le, de elterjedését az USA-ban és Európában csak az 1980-as években figyelték meg.


A két párosodási típus között végbemenô ivaros folyamat során oospórák keletkeznek, melyek képzôdése az 1980-as évek óta világszerte szabadföldön is megfigyelhetô. A kutatók a 20. század végén egyöntetûen úgy vélték, hogy az A2-es párosodási típus feltûnése elôtt a P. infestans oospóraképzôdését csupán mesterséges körülmények között, tenyészetekben lehetett megfigyelni, ahol különbözô tényezôk (pl. fungicidek) hatására önmegtermékenyítés (ún. „selfhybridization” vagy „selfing”) történik, ez pedig oospórák kialakulásához vezet. (Más, homotallikus Phytophthora-fajok esetében az ivaros szaporodás és így az oospóraképzôdés rendszeresen elôfordul szabadföldön és tenyészetekben egyaránt.)


A régi, 19. századi szakirodalomban, majd az 1900-as évek elején több közlemény is beszámolt a P. infestans oospóraképzôdésérôl. Az elmúlt évtizedekben a kutatók körében általánosan elfogadott volt az a vélemény, mely szerint ezek a cikkek egytôl egyig szakmai tévedéseken alapultak. És valóban, egyes beszámolók, pl. az 1875-ben a P. infestans oospóráinak felfedezésérôl szóló, W. G. Smith által a Nature folyóiratban közölt cikk esetében könnyû volt gyanakodni, hiszen e szerzô által készített, egyébként mûvészi kivitelû ábrán csak úgy hemzsegtek a szakmai hibák (4. ábra). Tévedés volt például szeptumokat rajzolni a P. infestans cönocitikus jellegû, osztatlan hifáiba, és vékonyabb hifákon ábrázolni az antherídiumokat, vastagabbakon pedig az oogóniumokat, miközben ezek valójában kb. azonos vastagságúak. Ráadásul az ivarszervek korántsem annyira elkülönült hifákon képzôdnek, mint ahogyan azt Smith ábrája mutatja.

Hirdetés


Hiba volt továbbá kb. derékszögben elágazó fonalakon feltüntetni a zoosporangiumokat, vastag falú, sötétbarna gömbökként ábrázolni a valójában hialin oospórákat és még sorolhatnánk a szakmai tévedéseket. Ezek alapján szinte természetes, hogy a 20. század kutatói, sôt, még Smith 19. századi kortársai, például De Bary és mások sem hitték el azt, hogy Smith valóban megfigyelte a P. infestans ivaros szaporodását, és ennek végtermékeit, az oospórákat! Már az 1800-as évek végén élénk vita alakult ki angol, német és amerikai kutatók között arról, hogy képes-e a P. infestans ivarosan szaporodni és oospórákat képezni, mivel nemcsak Smith, hanem mások is leírták e kórokozó oospóráit a burgonya gumóinak, szárának és leveleinek szöveteibôl.

A közölt adatok egy részérôl azonban a kortársak gyorsan és egyértelmûen kimutatták, hogy valójában más, a fertôzött burgonyaszövetekben jelen levô gombaképletekrôl van szó. Az ellentmondások miatt több kutató, pl. G. P. Clinton amerikai növénypatológus sem jelentette ki az 1910-es években írt publikációiban, hogy szabadföldön megtalálta a P. infestans oospóráit, pedig neki sikerült tenyészetben megfigyelnie (és a Science folyóiratban 1911-ben közölnie) képzôdésüket, így kitûnôen ismerte ezek morfológiáját. Nagyszámú herbáriumi anyagot is hagyott hátra, és mintáinak feliratai azt jelzik, hogy ezekrôl feltételezte: a P. infestans oospóráit tartalmazzák.
Hogyan lehetne nagy biztonsággal eldönteni a sok ellentmondásos adat alapján, hogy képes volt-e a P. infestans ivaros szaporodásra az A2-es párosodási típus 1958-ban Mexikóban történt felfedezése, és az 1980-as években való elterjedése elôtt? Ezt a kérdést Ristaino (1998) G. P. Clinton fennmaradt herbáriumi gyûjteménye segítségével oldotta meg. A Clinton által 1902-ben az USA északkeleti részén (tehát Mexikótól igen távol) gyûjtött herbáriumi anyagokból készített preparátumokban elôször fénymikroszkóppal megkereste azokat a képleteket, amelyek oospórákra hasonlítottak, majd univerzális, valamint P. infestans-specifikus láncindító szekvenciák segítségével közvetlenül a mikroszkópi lemezeken levô anyagokból szaporította fel az rDNS ITS régióját.


Ezek azonosnak bizonyultak a P. infestans ITS szekvenciájával, és ezzel egyértelmûen sikerült bizonyítania, hogy a burgonyavész kórokozója már 1902-ben is képezett oospórákat szabadföldön. Így már elképzelhetô, hogy a 19. században Angliában és az USA-ban a kutatóknak legalább egy része valóban a P. infestans oospóráit figyelte meg, noha megállapításaikat a kortársak kétségbe vonták. Az mindenesetre nyilvánvalóvá vált, hogy a kórokozó ivaros szaporodása nem a 20. században kezdôdött a természetben.


Sôt, nem is lehetett különösképpen ritka folyamat, hiszen G. P. Clinton 1902–1933 között gyûjtött nagyszámú herbáriumi anyaga rengeteg oospórát tartalmaz, hasonlóan több más, a 19. században vagy a 20. század elején az USA-ban és Angliában készített herbáriumi anyaghoz.


Tény azonban, hogy ezeket az oospórákat molekuláris módszerekkel még nem vizsgálták meg.
Ezért a P. infestans ivaros folyamatának kb. száz évvel ezelôtti gyakoriságáról nem állnak rendelkezésre egyértelmû adatok, mint ahogyan arról sem, hogy az oospórák hány százaléka képzôdött önmegtermékenyítés („selfing”) során. Valamennyi modern szakkönyvben az áll, hogy a P. infestans A2-es párosodási típusának 1980-as években történt világméretû elterjedése tette lehetôvé a kórokozó ivaros szaporodását, megteremtve ezzel nagyfokú genetikai változékonyságának alapjait. Az általános vélemény szerint ezt megelôzôen a P. infestans kizárólag ivartalanul, oospórák képzôdése nélkül szaporodott. Ezt az elképzelést, melyet a herbáriumi anyagok vizsgálata megcáfolt, a kutatók összefüggésbe hozták a P. infestans metalaxyltartalmú fungicidekkel szembeni ellenállóságának az elmúlt egy-két évtizedben világszerte tapasztalt elterjedésével.


Úgy vélték, hogy az ivaros szaporodás segítette és segíti folyamatosan elô a metalaxyllal szemben rezisztens törzsek megjelenését. A P. infestans ivaros folyamatának alapos megértése tehát nem csupán tudománytörténeti szempontból, hanem a metalaxylrezisztencia szempontjából is fontos. A metalaxyltartalmú fungicides kezelések a burgonya- és paradicsomtermesztésben egyaránt károkat okozó P. infestans elleni leghatásosabb védekezési módot jelentették az ellenálló törzsek megjelenése elôtt, és jelentik ma is ott, ahol a kezelések még eredményesek. Mivel a herbáriumi anyagok alapján világossá vált, hogy a kórokozó régebben is szaporodott ivarosan, ami száz évvel ezelôtt is lehetôvé tette a nagyfokú genetikai rekombinációt, elképzelhetô, hogy a metalaxyllal szembeni ellenállóság kérdéskörét nem szorosan az ivaros folyamatokkal összefüggésben, hanem másfajta megközelítésben kellene vizsgálni. Az újszerû megközelítés esetleg elvezethet a gyakorlati növényvédelem számára is felhasználható eredményekhez.


A P. infestans melyik genotípusa felelôs a 19. századi írországi éhínségért? Ristaino és mtsai (2001) az 1840-es évekbeli írországi burgonyavésszel kapcsolatban egy másik érdekes felfedezést is közöltek, amely szintén a korabeli herbáriumi anyagok molekuláris vizsgálatához kapcsolódik. Egészen az elmúlt évekig a nemzetközi szakirodalomban általánosan elfogadott volt az a feltételezés is, amely szerint az 1840-es években Írországban és azt követôen egészen az A2-es típus 1980-as években történt elterjedéséig a P. infestans világszerte döntô mértékben egyetlen egy ôsklón, az ún. US-1 genotípus ivartalanul szaporodó telepeibôl állt. A mitokondriális DNS (mtDNS) elemzése azt mutatta, hogy az 1990-es években is csak összesen négy, ún. mitokondriális haplotípust lehetett elkülöníteni a világ jelentôsebb burgonyatermesztô vidékeirôl begyûjtött P. infestans törzsekben: ezek az Ia, Ib, IIa és IIb jelölést kapták.

Az ôsinek és egyeduralkodónak tekintett, US-1 genotípusnak az Ib haplotípus felelt meg, errôl feltételezték, hogy a 19. századi írországi éhínségért is felelôs. Ennek ellenôrzésére Ristaino és mtsai (2001) összesen tíz darab, 1845–1847 között Angliában, Írországban és Franciaországban gyûjtött, a burgonyavész tüneteit mutató herbáriumi anyagból sikeresen felszaporította az rDNS ITS2 régióját, valamint az mtDNS kb. 150 bp hosszúságú, a mitokondriális haplotípus-meghatározás szempontjából fontos szakaszát. Kontrollként mai P. infestans törzsek szolgáltak, a 3. ábrán látható módszernek megfelelôen. Az ITS2 régió alapján egyértelmûen sikerült megállapítani, hogy mind a tíz darab, 1845–1847 között gyûjtött herbáriumi anyagban a P. infestans fertôzte a burgonyát.


Ezek közül azonban egyik sem tartozott az Ib mitokondriális haplotípushoz! Vagyis az már biztosan állítható, hogy e tíz herbáriumi minta nagy-britanniai és franciaországi gyûjtôhelyein nem a feltételezett ôs-klón, az US-1 genotípus (= Ib haplotípus) okozta a burgonyavészt az 1840-es években. További, jelenleg is folyó vizsgálatok szükségesek ahhoz, hogy a 19. századi mintákban levô P. infestans haplotípusát (vagy haplotípusait) meghatározzák, mivel
elképzelhetô, hogy nem egyeznek a mai törzsekre jellemzô négy típus egyikével sem. Ahhoz viszont nincs szükség további munkára, hogy megállapíthassuk: a múltra vonatkozó, de kizárólag az utóbbi néhány évtized intenzív kutatásaira épülô feltételezések ezúttal sem állták meg a helyüket. Egyértelmûvé vált, hogy a P. infestans genetikai változékonysága nagyobb annál, mint amit a modern kutatók feltételeztek.

Hány faj felelôs a világszerte nemrég fellángolt paradicsomlisztharmat-járványokért?

Az elmúlt másfél-két évtizedben elôször Ausztráliában, majd Európa országaiban, Észak-Amerikában és Japánban is egyre több helyrôl jelezték egy új, helyi járványokat okozó lisztharmatfertôzés felbukkanását és gyors terjedését az üvegházi és a szabadföldi paradicsomtermesztésben egyaránt (Kiss 1999). A tünetek egyértelmûen különböztek az elsôsorban a melegebb vidékeken (Európában a mediterrán területeken) jól ismert, Leveillula taurica által okozott paradicsomlisztharmat-fertôzésektôl.


Az új járványokért felelôs kórokozó vagy kórokozók ivaros alakját (kleisztotéciumait) sehol sem sikerült megtalálni, de az ivartalan (anamorf) alakok morfológiája azt mutatta, hogy ezekben az esetekben nem a L. taurica Oidiopsis típusú anamorf alakja (5a. ábra), hanem több Oidium típusú anamorf (5b,c. ábra) fertôzi a paradicsomot.

A kórokozókra vonatkozó publikált adatok között azonban számos ellentmondás volt: a különbözô szerzôk eltérô, már ismert lisztharmatgombafajokat (pl. Erysiphe cichoracearum, E. orontii, O. lycopersicum stb.) vagy pontosan meg nem határozott lisztharmatgombákat (Erysiphe sp. vagy Oidium sp. néven) tettek felelôssé az 1980-as évek óta a világ különbözô területein fellépett paradicsomlisztharmat-járványokért. A leírt kórokozók között a legjelentôsebb különbség a konídiumképzés módjában mutatkozott: az ún. euoidium típusú anamorfok konídiumaikat láncokban képzik (5b. ábra), az ún. pseudoidiumok ivartalan szaporítóképletei (konídiumai) viszont egyesével termelôdnek a konídiumtartókon (5c. ábra). Egy adott lisztharmatgombafajnak vagy kizárólag euoidium, vagy csupán pseudoidium típusú anamorf alakja van, tehát a szakirodalomban leírt kétféle anamorf alak azt jelentette, hogy a paradicsomlisztharmat-járványokért legalább két faj felelôs. De ennél több kórokozó faj szerepét sem lehetett kizárni, mivel a konídiumaikat azonos módon képzô, de különbözô lisztharmatgombafajokhoz tartozó anamorfok sok esetben morfológiailag el sem különíthetôk egymástól. (Pl. az Európában az 1950-es évek óta jelenlevô Rhododendron-lisztharmatot két, morfológiai alapon megkülönböztethetetlen anamorf, de eltérô ivaros alakú okozza, hasonlóan az Ázsiában az 1980-es évek óta gazdasági károkat okozó szójalisztharmat kórokozóihoz.)


A paradicsomlisztharmat-kórokozók körüli, az elmúlt 10–15 év szakirodalmában tapasztalható ellentmondások világossá tették azt a tényt, hogy a betegséget pontosan nem ismert faj vagy fajok okozzák. A kórokozók pontos, fajszintû meghatározása nélkül nem lehetett meghatározni ezek gazdanövénykörét, és így a járványokat kiváltó inokulumok forrását vagy forrásait sem.


Emellett a betegséggel szemben rezisztens fajták nemesítésének rendszerint szintén feltétele a kórokozó faj vagy fajok pontos azonosítása, ezek eredetének ismerete stb. Ebben az esetben a fertôzések által okozott gazdasági károkat nagymértékben növelte az a tény, hogy világszerte valamennyi termesztett paradicsomfajta fogékonynak bizonyult a betegséggel szemben, ezért ellenük a fungicidek használata jelentette az egyetlen hatékony védekezési eljárást. Így a termesztôk részérôl jelentôs igény merült fel a fertôzésekkel szemben rezisztens fajták iránt, ám ezek nemesítését egyebek között a kórokozókra vonatkozó ismeretek hiánya hátráltatta.
A világ különbözô részein fellépett paradicsomlisztharmat-járványokért felelôs fajok azonosítását azonban megnehezítette a beszerezhetô élô kórokozók korlátozott száma. Mivel a lisztharmatgombák obligát biotrófok, vagyis kizárólag élô növényi szöveteken képesek életben maradni, élô formában való fenntartásuk körülményes – erre csupán a világ néhány kutatóintézetében vállalkoznak.

A kórokozók azonosítását végzô kutatócsoportnak 1997–1999 között csupán 18, öt országból származó, élô paradicsomlisztharmat-izolátumot sikerült beszereznie három európai és egy amerikai laboratóriumból, ami még e két kontinensen elôforduló anamorfok megbízható azonosítására sem tûnt elegendônek. Ráadásul az élô vizsgálati minták közül teljesen hiányoztak az Ázsiában és Ausztráliában kialakult járványok kórokozói, jóllehet ezek azonosítása nélkül a problémát nem lehetett volna teljes mértékben tisztázni. Ezért a kutatók az élô vizsgálati anyagok kiegészítésére a nemzetközi herbáriumi gyûjteményekben levô mintákat is bevonták, és meglepetten tapasztalták, hogy nemcsak L. tauricával, hanem Oidium típusú anamorfokkal fertôzött paradicsomleveleket is nagy számban gyûjtöttek és deponáltak már jóval az 1980-as éveket, vagyis a járványok kezdetét megelôzôen is, a világ minden tájáról!


Összesen 33 darab, öt kontinens 13 országában 1947–1988 között gyûjtött herbáriumi anyaggal egészítették ki a 18 élô paradicsomlisztharmatizolátumból álló kísérleti anyagot, amely ily módon már magába foglalta a világ összes jelentôs területét, ahol paradicsomtermesztés folyik (Kiss és mtsai 2001). A herbáriumi anyagokból speciális eljárással sikerült a kórokozókat rehidrálni (6. ábra), így morfológiai tulajdonságaik összehasonlíthatóvá váltak az élô anamorfok tulajdonságaival. A morfológiai vizsgálatok azt mutatták, hogy Ausztráliában kizárólag egy euoidium típusú anamorf fertôzte a paradicsomot (6b. ábra), amely az 1980-as évek eleje óta rendszeresen helyi járványokat okoz. Az eurázsiai, valamint az észak- és délamerikai és afrikai országokból kizárólag pseudoidium típusú anamorfok kerültek elô paradicsomról (6a. ábra). A legrégebbi, pseudoidiummal fertôzött herbáriumi anyag 1947-bôl, Malajziából származott (6a ábra). Ráadásul összesen tíz esetben sikerült az rDNS ITS régiójának bázissorrendjét is meghatározni mind az öt kontinensrôl származó, herbáriumi és élô pseudoidiummintákból, az 1980-as években fellángolt paradicsomlisztharmat-járványok elôtt és után gyûjtött anyagokból (Kiss és mtsai 2005).
A négy különbözô laboratóriumban meghatározott, szinte teljesen azonos szekvenciák alapján nyilvánvalóvá vált, hogy Ausztrália kivételével valamennyi kontinensen ugyanaz a lisztharmatgombafaj (6a ábra) felelôs a járványok kialakulásáért, amely azonban, a herbáriumi anyagok tanúsága szerint, már jóval a járványokat megelôzôen fertôzte a termesztett paradicsomot.


Ezt a fajt a vizsgálatok eredményeképpen Oidium neolycopersici néven írták le, az Ausztráliában elôforduló, paradicsomot megbetegítô faj pedig az O. lycopersici nevet kapta (6. ábra).
Az rDNS ITS régiójának bázissorrendjét az ausztrál O. lycopersici herbáriumi anyagaiból is sikerült meghatározni, de ezek nem az O. neolycopersici, hanem más Solanum-fajokat fertôzô euoidiumok ITS-szekvenciáival mutattak közeli rokonságot, alátámasztva a morfológiai vizsgálatokat.


Ezek alapján megállapítható, hogy a paradicsomlisztharmat-járványokat Ausztrálián kívüli területeken egyetlen pseudoidium típusú anamorf okozta, amely azonban, a szakirodalomban általánosan elfogadott vélemény ellenére, nem egy újonnan felbukkant faj, hanem a paradicsom régóta ismert, fajszinten viszont eddig nem azonosított kórokozója.

Hirdetés

Hogyan változnak egyes növénypatogén RNS-vírusok populációi egy évszázadon keresztül?

Említettük, hogy a herbáriumokban megôrzött növényi anyagok egy részét akkor is fel lehet használni a növénykórtani kutatásokban, ha azokat botanikai, és nem növénypatológiai célból gyûjtötték, mivel ezekben is elôfordulhatnak kórokozók.


Fraile és mtsai (1997) például rájöttek arra, hogy egyes herbáriumi anyagokból akár 50–100 évvel a deponálást követôen is visszanyerhetôk a begyûjtött növényekben elôforduló vírusok fertôzôképes virionjai! Ezt a lehetôséget kihasználva vizsgálni kezdték két különbözô tobamovírus genomjában, valamint a virionok mennyiségében bekövetkezô változásokat ugyanabban a gazdanövény-populációban a lehetô leghosszabb idôn keresztül azért, hogy megállapíthassák: milyen gyorsan változnak egyes RNSgenomú vírusok a természetben? Az izgalmas kérdés tanulmányozását a Nicotiana glauca egy ausztráliai populációjában elôforduló két tobamovírus, a tobacco mild green mosaic tobamovirus (TMGMV) és a tobacco mosaic tobamovirus (TMV) molekuláris vizsgálata tette lehetôvé, amelyeket 1899–1972 között begyûjtött herbáriumi anyagokból szaporítottak fel. Hangsúlyoznunk kell, hogy ebben az esetben a kórokozók nukleinsavát nem közvetlenül a herbáriumi anyagokból nyerték, hanem a virionokat tartalmazó herbáriumi anyagokkal fiatal N. glauca növényeket mesterségesen megfertôztek, és az ezekben (in planta) felszaporított virionokat vetették alá molekuláris vizsgálatoknak.


A kutatómunkát több herbáriumi gyûjteményben ôrzött N. glauca anyaggal megkezdték, de csupán egy ausztrál herbáriumban ôrzött, szerencsére egy jól körülhatárolt területrôl az elmúlt kb. száz évben begyûjtött anyagokból sikerült TMV és TMGMV virionokat felszaporítani.
Ezt a gyûjteményt ugyanis, a többivel ellentétben, nem kezelték higanytartalmú tartósítószerekkel, amelyek más herbáriumokban szétroncsolták a fertôzôképes virionokat, lehetetlenné téve az anyagok virológiai jellegû felhasználását.


A herbáriumi anyagok megóvására használt, fôként rovarirtó hatású vegyszerek jelentik a legnagyobb akadályt a késôbbi molekuláris munkák számára (Taylor és Swann 1994).
Az ausztrál herbáriumban ôrzött, összesen 25 darab, eredetileg botanikai vizsgálatok céljából 1899–1972 között begyûjtött N. glauca mintából 13 esetben sikerült virionokat felszaporítani, majd ezek RNS-genomjának két régióját szekvenciaanalízissel elemezni. Az eredmények azt mutatták, hogy kb. az 1950-es évekig mind a TMV, mind pedig a TMGMV virionjai fertôzték a N. glauca egyedeit, ezt követôen azonban a TMV kiszorult a N. glauca által jelentett nichebôl, és a TMGMV egyeduralkodóvá vált ebben a gazdanövény-populációban. A herbáriumi anyagok vizsgálatából levont következtetéseket megerôsítette az a tény, hogy az 1980-as és 1990-es években a kutatók a természetbôl begyûjtött élô N. glauca növényekben csupán a TMGMV virionjait találták meg a vizsgált ausztráliai területeken. A két növénypatogén vírus közötti kompetíciót kísérleti körülmények között is vizsgálták, amelyekbôl kiderült, hogy a TMGMV-vel fertôzött növényekben a TMV virionjainak száma erôteljesen csökkent, a TMGMV virionjainak számát azonban nem befolyásolta a TMV-fertôzés. A herbáriumi anyagokból felszaporított vírusok molekuláris elemzése során azt is tapasztalták, hogy a szekvenciaanalízissel vizsgált két régió igen változékony volt a TMV esetében, a TMGMV genomja pedig nagyon stabilnak mutatkozott. Valószínû, hogy az elmúlt száz év során az ismétlôdô TMGMV-fertôzések következtében a N. glaucában annyira csökkent a TMV virionszáma, hogy az már nem volt elegendô az RNS-replikációban mindig keletkezô (a DNS-replikációhoz képest nagyobb számú) mutáció ellensúlyozására.


Ez vezethetett a mutáns TMV virionok számának növekedéséhez, és így a TMV amúgy is gyengébb kompetíciós képességének további csökkenéséhez, ami végül azt eredményezte, hogy a TMV kiszorult a N. glauca populációjából.
A jelenséget „mutációs katasztrófának” (mutational meltdown, Muller’s ratchet) nevezik a szakirodalomban, és eddig csak kísérleti körülmények között mutatták ki létezését (pl. Chao 1990). A herbáriumi anyagok vizsgálata az elsô bizonyíték arra nézve, hogy a jelenség a természetben is elôfordul!


A kutatómunka egy másik fontos eredményt is hozott. Egyik, 1971-bôl származó herbáriumi anyagban rábukkantak a TMV és a TMGMV rekombinációjából létrejött virionokra is, ami a tobamovírusoknál ritkaságnak számít, mivel a rekombináns vírusok kompetíciós képessége rendszerint a „szülôkénél” sokkal kisebb. Ebben az esetben viszont egy rendkívül fertôzôképes virion jött létre a természetben, amelynek koncentrációja nagyobb volt a N. glauca szöveteiben a TMV és a TMGMV koncentrációjánál is.


Fraile és mtsai (1997) munkája úttörô jellegû a virológiai szakirodalomban, hiszen egy évszázadon keresztül nyomon tudta követni két RNS-vírus populációdinamikáját ugyanabban a gazdanövény-populációban, és elemezni tudta genomjuk változásait is ebben a hosszú idôszakban.
Várható, hogy a nemzetközi herbáriumi gyûjteményekben ôrzött nagyszámú növényi minta további hasonló munkákat is lehetôvé tesz majd a közeljövôben.

Hogyan változik egy rozsdagomba-populáció egy évszázadon keresztül?

Az elôzô eset azt jelezte, hogy botanikai célokat szolgáló herbáriumi anyagokat érdemes a bennük esetleg elôforduló növénypatogén vírusok vizsgálata végett is figyelemben részesíteni.
A vírusok mellett természetesen más kórokozók, pl. gombák is bekerülhetnek a herbáriumi anyagokba anélkül, hogy errôl a deponálást végzô botanikus tudomást szerezne, ezért a botanikai jellegû herbáriumi gyûjtemények a növénypatogén gombák tanulmányozására is alkalmasak lehetnek.

Ezt a lehetôséget használta ki Liddell és Onsurez Waugh (1996), akik a Gutierrezia sarothrae nevû, az USA dél-nyugati területein nagy gondokat okozó gyomnövény rozsdafertôzéseit okozó Puccinia grindeliae populációdinamikáját, és e rozsdagombafaj ivaros, ill. ivartalan szaporodásmódjának változásait szerették volna megvizsgálni. A gyomnövény különbözô részeit az elmúlt kb. száz évben az USA-ban összesen 1048 alkalommal deponálták a botanikusok a kutatás számára hozzáférhetô herbáriumi gyûjteményekben, és ezeket átnézve sikerült összesen 39 herbáriumi anyagban megtalálni a rozsdagomba teleutotelepeit. Alegrégebbi, rozsdagombával fertôzött G. sarothrae anyag 1906-ból származott. Ezt követôen a kutatók megpróbálták fölkeresni a rozsdagombákat tartalmazó herbáriumi anyagok gyûjtési helyeit (amelyet, több-kevesebb pontossággal, minden esetben feltüntetnek a deponálás alkalmával), és a 39 területbôl 25-öt sikerült is megtalálniuk.

Ezek közül 13 helyen találtak rozsdagombával fertôzött G. sarothrae gyomnövényeket, begyûjtötték ezek teleutospóráit, és molekuláris vizsgálatokkal összehasonlították a napjainkban elôforduló P. grindeliae rDNS ITS szekvenciáit a herbáriumi rozsdagombaanyagokból nyert ITS-szekvenciákkal, külön-külön minden egyes gyûjtési terület esetében. A kutatómunka befejezése még nem történt meg, ezért messzemenô következtetésekrôl még nem beszélhetünk, de a herbáriumi anyagok vizsgálatára épített módszer, amely a különbözô gyûjtési helyeken néhány évtizeddel ezelôtt és napjainkban elôforduló kórokozók genetikai összehasonlítását célozta meg, mindenképpen figyelemreméltó, és más kutatási területeken is alkalmazható.

Vajon a modern kor termékei-e a kórokozó gombák fajhibridjei?

Az elmúlt években egyre több bizonyíték gyûlt össze arról, hogy egyes növénykórokozó gombafajok között a természetben fajhibridek is kialakulhatnak, sôt, olykor súlyos növénybetegségeket okozhatnak (Érsek 2002). Erre a jelenségre az 1990-es évek óta az európai égeresekben terjedô Phythophthora-fajhibrid által okozott fertôzések, a különbözô nyárfajokat fertôzô, Melampsora-nemzetségbe tartozó rozsdagombafajok Észak-Amerikában és Új-Zélandon elôforduló hibridjei által okozott károk vagy az Eurázsiában és Észak-Amerikában szilfavészt okozó Ophiostoma ulmi és O. novo-ulmi között létrejövô fajhibridek is felhívták a figyelmet.


Érdemes megemlíteni, hogy Phythophthora- és kôüszögfajok mesterséges körülmények között történt „keresztezésével” a laboratóriumokban már régebben elôállítottak fajhibrideket, ezek természetes úton való kialakulásáról azonban csak nemrég jelentek meg az elsô publikációk. A szakirodalomban a növénykórokozó gombák természetes fajhibridjeinek kialakulását gyakran az egyre kiterjedtebb nemzetközi áruforgalommal, a mezôgazdasági termelés nemzetközi vonatkozásaival és a turizmussal hozzák összefüggésbe, elsôsorban azért, mert ez a biológiai jelenség a világ globalizációjának fokozódásával egy idôben vált ismertté.


De valóban megalapozott-e a modern kor termékeinek tekinteni a növénykórokozó gombák természetes fajhibridjeit? A herbáriumi anyagok vizsgálata erre a kérdésre is választ adhat.


A Melampsora medusae és a M. occidentalis két, különbözô nyárfajokat elsôsorban Észak-Amerikában, de a világ más tájain is fertôzô rozsdagombafaj. A M. occidentalis, nevéhez illôen elsôsorban Észak-Amerika nyugati felén fordul elô, ahol fôként a Populus trichocarpa nyárfajt fertôzi. Ezzel szemben a M. medusae az USA keleti felében gyakori P. deltoides kórokozója, de több más Populus-fajon is élôsködik, és más kontinenseken is elôfordul. Az 1980-as években a P. deltoides és a P. trichocarpa keresztezésével kereskedelmi célokból elôállítottak egy nyárfahibridet, amelyet betelepítettek az USA északnyugati területeire.

A keresztezés egyik célja éppen a rozsdafertôzésekkel szembeni ellenállóság kialakítása volt, és a várakozásoknak megfelelôen az új nyárfahibrid a betelepítést követô kb. egy évtizedben ellenállónak bizonyult a Melampsora-fajokkal szemben. 1991-ben azonban rozsdafertôzés tünetei jelentkeztek a nyárfahibrid egyedein, amelyet a M. medusae okozott. 1994 után változatos morfológiájú uredo- és teleutospórákkal rendelkezô rozsdagombák is megjelentek a nyárfahibrideken, amelyekrôl az alapos morfológiai és molekuláris vizsgálatok kiderítették, hogy a kórokozó a M. occidentalis és a M. deltoides természetes úton létrejött fajhibridje (Newcombe és mtsai, 2000). A Melampsora × columbiana néven ismertté vált hibrid (a nemzetség nevét követô „×” jel a faj hibrid eredetére utal) uredo- és teleutospóráinak morfológiája mindkét szülôfajra jellemzô tulajdonságokat mutat, rDNS ITS régiójukban pedig gyakran mind a M. occidentalis, mind pedig a M. deltoides ITS-ébôl tartalmaznak fragmentumokat. Az új nyárfahibriden fellépett hibrid rozsdagombáról rövidesen kiderült, hogy mindkét szülôfaj gazdanövényeit, a P. deltoidest és a P. trichocarpát is megfertôzi, sôt, néhány év alatt teljesen ki is szorította a betelepített nyárfahibridekrôl az azokat 1991 óta megfertôzô egyik szülôfajt, a M. medusaet. (A nyárfahibridek ellenállóak voltak a másik szülôfajjal, a M. occidentalisszal szemben). 1997-ben már csak a hibrid rozsda fordult elô a betelepített nyárfahibrideken!


Kézenfekvônek látszik az a feltételezés, hogy a rozsdagombafajok közötti természetes hibridizációt emberi tevékenység, a kereskedelmi célból elôállított nyárfahibridnek az USA északnyugati területeire történô betelepítése „indukálta”. Newcombe és mtsai (2000) azonban négy nemzetközi herbáriumi gyûjteménybôl összesen 45 darab, 1876-tól napjainkig begyûjtött, rozsdagombákkal fertôzött nyárfalevélmintát is megvizsgált, és meglepetve tapasztalta, hogy ezek egy részét nem a M. medusae vagy a M. occidentalis fertôzte meg annak idején, hanem egyértelmûen e két fajból kialakult hibrid rozsdagombák telepei fordultak elô rajtuk. A legrégebbi, a M. medusae és a M. occidentalis hibridjével fertôzött herbáriumi nyárfalevelek, melyeket 1924-ben gyûjtöttek, Kaliforniából származnak. Azt követôen az USA számos államából deponáltak olyan Populus-leveleket, amelyeket a hibrid rozsdák fertôztek, jóllehet a gyûjtések idején ezeket egytôl egyig más Melampsora-fajokként határozták meg. Mindez azt jelenti, hogy a M. medusae és a M. occidentalis fajhibridje nem az 1990-es években, emberi tevékenység következtében alakult ki, hanem ennél jóval régebben, és elterjedési területe sem korlátozódik az USA-nak azokra az északnyugati területeire, ahol a betelepített új nyárfahibriden 1994 után feltûntek a hibrid rozsdák.

Következtetések

Ahhoz, hogy a növények és kórokozóik közötti védekezési és támadási folyamatokat, a járványok kialakulását, új növénybetegségek feltûnésének okait megértsük, sok esetben nem elegendô a környezetben éppen jelenlevô, onnan a kutatómunka idején begyûjthetô gazdanövények és kórokozók vizsgálata. A hosszú idôt igénylô biológiai folyamatokról sok esetben nem lehet jól megalapozott következtetéseket megfogalmazni akkor, amikor csupán egy pillanatnyi idôintervallumra vonatkozómintákat vizsgálunk. A növénykórtan és számos más, rokon tudományterület számára azonban rendelkezésre áll az elmúlt évtizedekben, sôt évszázadokban gondosan begyûjtött nagyszámú ôsi minta, herbáriumi anyagok formájában, sôt, a fosszilis anyagok révén akár évmilliók óta megôrzött mintáink is vannak, melyekbôl modern módszerek, pl. molekuláris eszközök segítségével értékes információk nyerhetôk.


Az elôzôekben felsorolt néhány példa jól mutatja, milyen könnyen lehet téves következtetéseket levonni akkor, amikor nem veszünk figyelembe a múltból származó adatokat. Az ismertetett konkrét esetek felhívják a figyelmet a modern kutatómunka szemléletmódjának hibáira, sok esetben szûk látókörû jellegére.


A rendelkezésre álló, egyre precízebb adatok megszerzését lehetôvé tevô molekuláris technikák önmagukban még nem biztosítják a helyes következtetések levonását: ehhez a körültekintô kérdésfeltevés is szükséges. De éppen a kifinomult molekuláris módszerek teremtik meg az esélyt arra, hogy egyre többet tudjunk meg a múltban lejátszódott biológiai folyamatokról – a probléma csupán az, hogy ez a kitûnô lehetôség sok esetben kiaknázatlan marad.


A felsorolt példákból az is leszûrhetô, hogy a herbáriumi anyagok szerepe a jövô növénykórtani kutatásaiban valószínûleg növekedni fog. Szükséges és fontos azonban, hogy a herbáriumi gyûjtemények folyamatosan bôvüljenek napjainkban begyûjtött anyagokkal. Ezért ma már egyre több rangos szakfolyóirat megköveteli, hogy a publikációkban leírt, herbáriumi anyagokkal alátámasztható megfigyelések és kísérletek késôbbi ellenôrizhetôsége céljából a szerzôk préselve szárított növényi mintákat deponáljanak nemzetközi herbáriumi gyûjteményekbe.

Köszönetnyilvánítás

A szemlecikkben ismertetett saját kutatómunka az OTKA F032931 és F026334 sz. témájának, valamint a Bolyai János Kutatási Ösztöndíj és a Fulbright amerikai ösztöndíj támogatását élvezte.

 

Kiss Levente
(MTA Növényvédelmi Kutatóintézete, 1525 Budapest, Pf. 102.)

Növényvédelem 41 (12), 2005

Forrás: Növényvédelem

Ha tetszett ez a cikk, oszd meg ismerőseiddel, kattints ide:

MEGOSZTÁS MEGOSZTÁS MEGOSZTÁS MEGOSZTÁS

Ezek is érdekelhetnek

Hirdetés

bírálati lap

a törzskönyvezéshez használatos nyomtatvány. A tenyészállatokat pontozásos bírálati... Tovább

franciaperje (magasperje, Arrhenatherum elatius [L.] Presl.)

a pázsitfüvek családhoz tartozó, laza bokrú, bojtos gyökerű, magasra növő szálfű... Tovább

Tovább a lexikonra
Hirdetés
IRATKOZZ FEL A HÍRLEVELÜNKRE!X
Érdekelnek a legfrisebb iparági hírek, legújabb blogbejegyzéseink?


A 'FELIRATKOZOM A HÍRLEVÉLRE' gomb megnyomásával hozzájárulást adsz a hírlevelek fogadásához és elfogadod az Adatvédelmi Szabályzatunkat.