Fusarium xylarioides, fungas a iompraítear san ithir is cúis le “Galar wilt caife” a bhfuil stair aige go ndearna sé damáiste suntasach do bharra caife. Bhí ráigeanna den ghalar ann sna 1920idí agus rinneadh bainistiú cuí orthu. Mar sin féin, tháinig an galar le chéile arís in am trátha rud a d'eascair ráigeanna a rinne damáiste mór do bharr. Thug staidéir níos luaithe le fios go bhféadfadh sé gur tháinig an speiceas fungasach cúisíoch chun cinn trí ghéinte a fháil ó speiceas gaolmhar. Deimhníodh i staidéar a foilsíodh an 5 Nollaig 2024 go raibh ráigeanna den ghalar wilt caife ag teacht chun cinn arís mar gheall ar aistrithe cothrománacha géine ón speiceas fungasach gaolmhar Fusarium oxysporum go dtí an speiceas cúiseach Fusarium xylarioides, rud a chuir ar chumas na speiceas fungais cúiseach éabhlóid agus fáil oiriúnach. tréithe a ionfhabhtaíonn na barraí as a dtiocfaidh ráigeanna agus damáiste do phlandaí caifé arís.
San innealtóireacht ghéiniteach, aistrítear géine nua nó DNA go saorga isteach i gcill orgánaigh trí leas a bhaint as veicteoirí amhail plasmaidí nó víris modhnaithe chun cumas nua a thabhairt isteach san orgánach.
Sa nádúr, tarlaíonn aistriú géine nó tarchur faisnéise géiniteacha san atáirgeadh go hingearach ó thuismitheoirí go sliocht ó ghlúin go glúin. Is gné choitianta é seo in eukaryotes a chuireann ar a gcumas éagsúlacht a fháil le haghaidh oiriúnú agus éabhlóid. I bprócariotáití mar i mbaictéar, áfach, aistrítear ábhair ghéiniteacha go cothrománach (nó go cliathánach) idir orgánaigh den ghlúin chéanna gan atáirgeadh i gceist. Tugtar aistriú géine cothrománach (HGT) air seo agus is é an t-aon bhealach amháin gur féidir le baictéir géinte nua a fháil chun dul in oiriúint do bhrúnna roghnúcháin diúltacha agus chun éabhlóid a dhéanamh chun maireachtáil. Is féidir leis seo tarlú trí DNA a aistriú ón timpeallacht agus a chomhtháthú isteach i gcromosóim baictéarach nó i plasmid (claochlú). Is féidir géinte a aistriú go cothrománach freisin ó bhaictéar amháin go ceann eile trí víreas nó baictéarafagaí a ionfhabhtaíonn baictéar (trasduchtúchán), nó trí ghéinte a aistriú go cothrománach ó chill bhaictéarach deontóra go cill faighteora trí sex pilus (réimniú).
Cé go bhfuil sé faoi deara go príomha i prokaryotes, tá aistriú géine cothrománach a bhaineann le eukaryotes chomh maith. Is eol go raibh ról ag endosymbiosis san éabhlóid eucaryotic trí aistriú géine baictéir-eucaryot. Tá roinnt cásanna aistrithe géine eukaryote-eukaryote doiciméadaithe.
Tá feiniméan an aistrithe géine cothrománach suntasach mar go gcuireann sé leis an éabhlóid. Mar shampla, tá sé seo freagrach as cineálacha baictéir atá frithsheasmhach in aghaidh antaibheathach/ildrugaí a fhorbairt agus is saincheist mhór sláinte poiblí í. Sa talmhaíocht, tá an ról atá ag aistriú géine cothrománach idir speicis fhungacha ghaolmhara in amhras le fada agus ráigeanna de ghalar wilt caife ag teacht chun cinn arís.
Galar Wilt Caife
Is barr tábhachtach tráchtála é caife. Meastar gurb ionann méid an mhargaidh dhomhanda agus thart ar $223 billiún. Baineann an gléasra caife leis an ghéineas Coffea. Tá go leor speiceas aige, ach is iad na speicis Arabica agus Robusta na cinn is mó tóir ar an táirgeadh domhanda. Coffea arabica is ionann iad agus 60-80% de tháirgeadh caife an domhain, agus Canephora caife (ar a dtugtar Coffea robusta de ghnáth) cuntais ar feadh thart ar 20-40%.
Is fungas ithreach-iompartha is cúis le galar wilt caife Fusarium xylariides a ghnóthaíonn iontráil trí fhréamhacha an bhairr chun an xiléim a choilíniú, rud a dhéanann díghrádú ar na ballaí cille le haghaidh cothaitheach. Cuireann sé bac ar iontógáil uisce as a dtagann fáscadh na bplandaí. An fungas gaolmhar Fusarium oxysporum freisin pataigin ithreach-iompartha a leathnaíonn trí ithir inmhíolaithe agus atá freagrach as galar wilting i barraí go leor ar nós galar Panama i bananaí, wilt soithíoch trátaí etc. F. oxysporum ina chónaí ar phlandaí eile (cosúil le banana) idirghearrtha le caife mar scáth ach roinneann sé caife mar óstach leis F. xalarioides.
Ó na 1920idí i leith, tá ráigeanna tréimhsiúla de ghalar wilt fhulaing na barraí caife san Afraic agus bhí tionchar díobhálach acu ar chaife. táirgeadh agus slí bheatha feirmeoirí, go háirithe san Aetóip agus san Afraic Láir. Bainistíodh na ráigeanna ba luaithe sna 1920idí go rathúil trí úsáid a bhaint as modhanna cuí ach tháinig an galar chun solais arís sna 2000í. Rinne an fungas cúiseach Fusarium xylariides dul faoi éabhlóid tar éis na ráigeanna tosaigh sna 1920idí chun cur leis an gcumas gléasraí caifé a ionfhabhtú agus go dtiocfaidh ráigeanna chun cinn arís? Bhí tásca ó staidéir go F. xalarioides géinte faighte chun cumas ionfhabhtaithe a fheabhsú.
Thacaigh staidéar géanómaíochta stairiúla a foilsíodh in 2021 leis an smaoineamh go bhfuair na gléasraí caifé arabica agus robusta cuid de ghéinte éifeachtóra ar leith trí aistriú cothrománach ó F. oxysporum. Ionchódaíonn géinte éifeacht móilíní a bhfuil baint acu le bunú galair. Cuirtear na géinte seo in iúl ar feadh shaolré na fungais chun tacú le próiseas galair.
Sa staidéar le déanaí a foilsíodh an 5 Nollaig 2024, rinne taighdeoirí anailís ghéanómach chomparáideach ar 13 aicme stairiúla de F. oxysporum tuiscint a fháil ar an gcaoi ar tháinig galair wilt is cúis le fungas chun cinn agus ar oiriúnaigh sé dá phlandaí caife óstacha. Fuarthas amach go F. Xylrioides Tá ceithre líne ar leith: ceann amháin oiriúnaithe do phlandaí caife Arabacha, ceann amháin oiriúnaithe do phlandaí caife robusta, agus dhá shliocht stairiúil a mhair ar speicis caife gaolmhara. Ina theannta sin, bhí géinte criticiúla faighte ag na tréithchineálacha seo ó na cineálacha gaolmhara F. oxysporum, a chuir ar chumas an ghalair is cúis leis F. xalarioides a bhriseadh na ballaí cille de phlandaí caife a chur faoi deara galar wilt. An t-aistriú géine cothrománach eukaryote-eukaryote ó F. oxysporum chun F. xalarioides lig sé don chéad duine plandaí caife a ionfhabhtú go héifeachtach rud a fhágann gur féidir galar wilt Caife a thabhairt chun cinn arís.
D’fhéadfadh go mbeadh an tuiscint seo ar conas a dhéantar an galar ina chuidiú chun cleachtais talmhaíochta a mhionchoigeartú agus chun galair phlandaí a bhainistiú ar bhealach níos éifeachtaí.
***
Tagairtí:
- Ollscoil Colorado Denver. Aistriú Géin Cothrománach – treoir ghníomhaíochta. Ar fáil ag https://www.ucdenver.edu/docs/librariesprovider132/a-sync_sl/genetics/upload-2/bacterial-genetics/horizontal-gene-transfer-activity-guide.pdf
- Keeling, P., Palmer, J. Aistriú géine cothrománach in éabhlóid eucaryotic. Nat Rev Genet 9, 605–618 (2008). https://doi.org/10.1038/nrg2386
- Peck, LD, et al. Nochtann géanóm stairiúil na meicníochtaí éabhlóideacha taobh thiar de na ráigeanna iolracha den phataigin wilt caife ósta-shonrach Fusarium xylarioides. Géanómaíocht BMC 22, 404 (2021). Foilsithe: 04 Meitheamh 2021. DOI: https://doi.org/10.1186/s12864-021-07700-4
- Peck LD, et al. Chuir aistrithe cothrománacha idir speicis fungacha Fusarium le ráigeanna leanúnacha de ghalar wilt caife. Bitheolaíocht PLoS. Arna fhoilsiú: 5 Nollaig 2024. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3002480
***
