S.N. Elansky, L.Yu. Kokaeva, N.V. Statsyuk, Yu.T. Dyakov
Sarrera
Oomycete Phytophthora infestans (Mont.) De Bary, patataren eta tomatearen gaixotasun ekonomikoki garrantzitsuena den tizka berantearen eragilea, mende eta erdi baino gehiago darama herrialde desberdinetako ikertzaileen arreta erakarrita. Mendearen erdialdean Europan bat-batean agertu zenean, belaunaldi askoren memorian geratu den patata epidemia eragin zuen.
Orain arte "Irlandako gosearen perretxikoa" deitu ohi zaio. Lehen epidemiak gertatu zirenetik ia ehun urte igaro zirenean, heriotza berantiarrarekiko erresistenteak ziren patata espezie basati mexikarrak aurkitu ziren, landatutako patatekin gurutzatzeko metodoak garatu ziren (Muller, 1935), eta kutsadura berantiarraren aurkako lehen barietateak lortu ziren (Pushkarev, 1937). Hala ere, merkataritza-laborantza hasi eta berehala, barietate erresistenteekiko bortitza ziren patogeno berantiar patogenoaren arrazak pilatu ziren. eta Mexikoko patata basatien erresistentzia gene berriak sartzea barietateetan eraginkortasuna azkar galtzen hasi zen.
Erresistentzia monogenikoa (bertikala) erabiltzearen porrotak hazleek erresistentzia poligeno (horizontala) inespezifikoa ustiatzeko modu konplexuagoak bilatzera behartu zituzten. Azken urteetan, bizkor-lasterketa oso erasokorrak pilatzen hasi dira bizkarroiaren populazio indibidualetan, erresistentzia inespecifikoa ere erosiz. Fungizidekiko erresistenteak diren anduien agerpenak arazoak eragin ditu patata babesteko produktu kimikoak erabiltzean.
Konposizio kimikoan, ultraegituran eta metabolismoan oomizetoen eta onddoen arteko desberdintasun handiak direla eta, fungizidak, batez ere sistemikoak, landareak onddoen gaixotasun askotatik babesteko erabiltzen direnak, ez dira eraginkorrak oomizetoen aurka.
Hori dela eta, kutsadura berantiarraren aurkako babes kimikoan, ekintza espektro zabaleko kontaktu prestakinekin ihinztapen ugari (gehienez 12 aldiz denboraldi bakoitzeko edo gehiagotan) erabili ziren. Urrats iraultzailea fenomamidak erabiltzea izan zen, oomizetoentzako toxikoak direnak eta landareetan sistematikoki hedatzen direnak. Hala ere, haien erabilera zabalduak azkar eragin zuen onddoen populazioetan andui erresistenteak pilatzea (Davidse et al., 1981), eta horrek nabarmen zaildu zuen landareen babesa. P. infestans ia zona epeleko parasito bakarra da, nekazaritza ekologikoan kalteak ezin baitira neutralizatu babes bide kimikoak erabili gabe (Van Bruggen, 1995).
Aurrekoak herrialde desberdinetako ikertzaileek P. infestans populazioen azterketari eskainitako arreta izugarria azaltzen du, haien ugaritasunaren eta osaera genetikoaren dinamika, baita aldakortasunaren mekanismo genetikoak ere.
R. INFESTANSen bizi-zikloa
Oomycete Phytophthora infestans-ek mizelio zelularra garatzen du haustoriarekin patata hostoen barruan. Hosto ehunez elikatuta, orban ilunak sortzea eragiten du, eguraldi hezearekin belztu eta usteldu egiten baitira. Porrot gogor batekin, hosto osoa hiltzen da. Elikatze aldi baten ondoren, mikelioaren gainean sortzen dira hazkundeak, esporangioforoak, estomen bidez kanpora hazten direnak. Eguraldi hezeetan, loratze zuria eratzen dute hostoen azpiko orbanen inguruan. Esporangioforoen muturretan, limoi itxurako zoosporangia sortzen da, hautsi egiten direnak eta euri zipriztinez eramaten direnak (1. irudia). Patata hosto baten gainazaleko ur tantetan erorita, esporangiak 6-8 zoosporarekin ernetzen dira, mugimendu aldi baten ondoren biribilduak, oskol batez estaliak eta kimu hodi batekin ernetzen direnak. Kimua estomen bidez sartzen da hosto ehunean. Zenbait baldintzatan, esporangiak hazkunde hodi batean haz daitezke zuzenean hosto ehunera. Egoera onetan, infekzioan hasi eta esporulazio berria sortu arte 3-4 egun besterik ez da.
Lurrean behin lurrean iragazita, esporangiak tuberkuluak infektatzeko gai dira. Larriki kaltetutako tuberkuluak usteltzen dira biltegiratzean; kaltetutako ahulenetan, infekzioak hurrengo denboraldira arte iraun dezake. Gainera, babe berantearen eragilea neguan iraun dezake oosporak (horma lodiko atseden hartzen duten sexu esporak) lurrean landare hondakinetan eta tomate hazietan. Oosporak landare biziko organoetan sortzen dira, estaltze mota desberdinetako anduek gehiegizko hezetasuna dutenean. Udaberrian esporulazio asexuala sortzen da landatutako kutsatutako tuberkuluetan eta oosporak dituzten landare-hondarretan; zoosporak lurrean sartzen dira eta landareen beheko hostoen infekzioa eragiten dute. Zenbait kasutan, mizelioa kutsatutako tuberkulutik haz daiteke landarearen zati berdean zehar eta normalean zurtoinaren goiko aldean agertu daiteke.
Oomizetoen eta onddo gehienen arteko desberdintasun esanguratsua diplofasiaren nagusitasunean datza: meiosi gametikoa eta zigotoen (oosporak) ernetzea fisio nuklear erreduktiborik gabe. Ezaugarri honek, bisexualitatea ordezkatzen duen heterotallismo dipolarrak gehituta, badirudi eukarioto altuen populazioak aztertzeko garatutako planteamenduak (panmixiaren analisia eta populazioen banaketa, populazio barruko eta interpopulazioko gene fluxuak, etab.) Aplikatzea ahalbidetuko duela dirudi. Hala ere, hiru faktorek ez dute ikuspegi horiek erabat transferitzea onartzen P. infestans populazioak aztertzerakoan.
1. Oospora hibridoekin batera, populazioetan oospora auto-emankorrak eta partenogenetikoak sortzen dira (Fife eta Shaw, 1992; Anikina et al., 1997a; Savenkova, Cherepnikoba-Anirina, 2002; Smirnov, 2003), eta horien sorreraren maiztasuna nahikoa izan daiteke eragiteko probaren emaitzetan.
2. P. infestans-en sexu prozesuak populazioaren tamainaren dinamikan ekarpen hutsala egiten du, onddoa batez ere landare espora bidez ugaltzen baita, metodo tradizionalaren bidez estaltze motaren analisiaren emaitzen% 90 baino gehiago osatuz elikagai-euskarri batean. ... hazten ari den denboraldia zenbait esporulazio asexualen (gaixotasun poliziklikoen garapena) belaunaldi ugari da. Oosporak eginkizun garrantzitsua betetzen du organismoaren kontserbazioan landare berderik ez dagoen garaian (neguan) eta plantulen lehen infekzioan. Gero, udan, ugalketa klonala eta sexu birkonbinazioaren ondorioz sortutako klon indibidualen hazkundea edo, alderantziz, gutxitzea gertatzen da, batez ere egokitutakoen hautaketaren arabera. Hori dela eta, epifitotikoen hasieran eta amaieran populazio bateko banako klonen ratioa guztiz desberdina izan daiteke.
3. Deskribatutako zikloa P. infestans jatorrizko populazioen ezaugarria da beren sorterrian, Erdialdeko Amerikan. Munduko beste leku batzuetan, sexu prozesua ez zen ezagutzen 100 urte baino gehiagoz; kutsatutako patata tuberkuluetako mizelio begetatiboa izan zen neguko etapa. Bizi-zikloa erabat agamikoa zen, eta hedapena ardatz zen: kutsatutako landatutako tuberkulu bakarren infekzioa hostoetara igarotzen zen, gaixotasunaren foku nagusiak eratuz, gaixotasunaren garapen masiboan bat egin zezaketen.
Horrela, eskualde batzuetan ziklo sexualak eta asexualak txandakatu daitezke, beste batzuetan, aldiz, ziklo asexuala soilik.
P. INFESTANSen jatorria
P. infestans Europan XIX. Mendearen lehen erdiaren amaieran agertu zen. Patata Hego Amerikako ipar-ekialdekoa denez, suposatu zen bizkarroia handik Europara ekarri zutela Txileko salitroaren hazkundean. Hala ere, Mexikoko Toluca bailarako Rockefeller Center patata estazioan egindako ikerketek ikuspegi hori berrikustera behartu zuten (Niederhauser 1991, 1993).
1. Toluca bailaran, bertako patata tuberkulu espezieek (Solanum demissum, S. bulbocastanum, etab.) Gene multzo desberdinak dituzte erresistentzia bertikalerako, inespezifiko erresistentzia maila altuarekin konbinatuta, eta horrek bizkarroiarekin batera eboluzio luzea duela adierazten du. Hego Amerikako espezieek, laborantza patatak barne, ez dute erresistentzia generik.
2. Toluca bailaran, A1 eta A2 estaltze motak dituzten isolamenduak daude eta, ondorioz, P. infestans-en arraza arteko populazioa oso zabalduta dago; patata landuaren jaioterrian, berriz, Hego Amerikan, parasitoa klonalki hedatzen da.
3. Toluca bailaran urtero izaten dira izurrite berantiarraren epidemia larriak. Hori dela eta, iparramerikar ikertzaileen artean (Cornell Unibertsitatea), Mesoamerikari (Erdialdeko Amerika) patata phytophthoraren sorleku gisa duen iritzia ezartzen da (Goodwin et al., 1994).
Hego Amerikako ikertzaileek ez dute iritzi bera. Uste dute landutako patatak eta haren P. infestans parasitoak aberri komun bat dutela - Hego Amerikako Andeek. Genok mitokondrialaren (mtDNA) eta RAS eta β-tubulina gene nuklearraren (ADN) polimorfismoen analisiari buruzko azterketa molekularren alde egin zuten ikuspuntua (Gomez-Alpizar et al., 2007). Erakutsi zuten munduko toki desberdinetatik jasotako anduiak Hego Amerikako Andeetan (hirurak) dauden hiru arbaso lerro dibergenteetatik zetozela. Andeetako haplotipoak bi lerroren ondorengoak dira: mtDNA leinu zaharrenaren isolatuak Ekuadorreko Anarrhicomenum sekzioko Solanaceae basatietan aurkitzen dira, eta bigarren lerroan isolatuak, berriz, patata, tomate eta ilunabar basatietan. Tolucan, haplotipo arraroak ere leinu bakar batetik datoz, eta Toluca anduien aldakortasun genetikoak (gune aldakor batzuen maiztasun aleliko baxua) sortzaile efektu sendoa iradokitzen du azken aldiko deribaren ondorioz.
Gainera, P. andina espezie berri bat aurkitu zen Andeetan, morfologikoki eta genetikoki P. infestansen antzekoa, eta horrek, egileen arabera, Andeak Phytophthora generoko espeziazio puntu bero gisa adierazten ditu. Azkenean, Europan eta Estatu Batuetan, P. Infestans populazioek bi Andeetako leinuak dituzte, eta Tolucan, berriz, bakarra.
Argitalpen honek hainbat herrialdetako ikertzaile talde baten erantzuna jaso zuen, aurreko ikerketa berrikusteko lan esperimental asko egin baitzuten (Goss et al., 2014). Lan honetan, lehenik eta behin, DNA mikrosatelite sekuentzia informatiboagoak erabili ziren DNA polimorfismoak aztertzeko; bigarrenik, klusterrak, migrazio bideak, populazioen denbora desberdintasunak eta abar aztertzeko. eredu aurreratuagoak erabili ziren (F-estatistikak, hurbilketa bayesiarrak, etab.) eta, hirugarrenik, konparazio bat erabili zen ez bakarrik andinetako P. andina espezieekin, eta bertan izaera hibridoa ezarri zen (P. infestans x Phytophthora sp.) baina baita Mexikoko P. mirabilis, P. Ipomoeae eta Phytophthora phaseoli espezie endemikoekin ere, klade berean sartutako P. infestans genetikoki hurbilak baitira (Kroon et al., 2012). Analisi hauen ondorioz, zalantzarik gabe erakutsi zen ikerketan hartutako Phytophthora generoko espezie guztien zuhaitz filogenetikoaren erroa, P. andina hibridoa izan ezik, Mexikoko anduetakoa dela, eta migrazio fluxuak Mexiko - Andeetako norabidea duela eta ez alderantziz, eta bere hasiera Europakoarekin bat datorrela. Mundu Berriaren kolonizazioa (duela 300-600 urte). Horrela, P. infestans espeziearen agerpena, patatak garaitzeko espezializatua, gauerdiko tuberkuluak eratzeko bigarren zentro genetikoan gertatu zen. Erdialdeko Amerikan.
P. INFESTANSen genoma
2009an, nazioarteko zientzialari talde batek P infestans genoma osoa sekuentziatu zuen (Haas et al, 2009), eta horren tamaina 240 MB zen. Hau soja-sustraien usteldura eragiten duten P. sojae (95 Mb) espezieekin baino hainbat aldiz gehiago da, eta P. Ramorum (65 Mb), haritza, pagoak eta beste batzuk bezalako zuhaitz espezie baliotsuak eragiten dituena. Lortutako datuek erakutsi dute genomak sekuentzia errepikatuen kopia ugari dituela -% 74. Genomak 17797 proteina kodetzeko gene ditu, gehienak prozesu zelularretan parte hartzen duten geneak dira, DNAren erreplikazioa, transkripzioa eta proteinen itzulpena barne.
Phytophthora generoko genomen konparaketak genomaren ezohiko antolaketa agerian utzi zuen, gene kontserbatuen sekuentzia blokeek osatua, genearen dentsitatea nahiko altua eta sekuentzia errepikatuen edukia nahiko baxua da, eta kontserbatu gabeko gene sekuentzia duten eskualde indibidualak, gene dentsitate baxua eta errepikatzen diren eskualdeen edukia handia. Bloke kontserbadoreak P. infestans proteinak kodetzeko gene guztien% 70 (12440) dira. Bloke kontserbadoreen barruan, geneak estuki banatuta daude batez beste 604 bp-ko distantzia intergenikoarekin. Bloke kontserbadoreen arteko eremuetan, distantzia intergenikoa handiagoa da (3700 bp), errepikatzen diren elementuen dentsitatea handitzen delako. Azkar eboluzionatzen duten gene jariatzaile efektoreak gene eskaseko eskualdeetan daude.
P. Infestans genomaren sekuentzia azterketak erakutsi zuen genomaren herena gutxi gorabehera elementu transposagarriei dagokiela. P. infestans genomak transposoi familia asko ezagutzen ditu beste genoma ezagunek baino. P. infestans transposoi gehienak ijitoen familiakoak dira.
P. infestans genoman, patogenesian parte hartzen duten gene familia espezifiko ugari identifikatu dira. Horietako zati esanguratsu batek landare ostalariaren fisiologia aldatzen duten eta bere infekzioan laguntzen duten proteina efektoreak kodetzen dituzte. Bi kategoria zabaletakoak dira: efektore apoplastikoak, zelula arteko espazioetan jarduten dutenak (apoplastoak), eta efektore zitoplasmikoak, haustoriaren bidez zeluletan sartzen direnak. Efektore apoplastikoen artean landareen zelulak suntsitzen dituzten proteasak, lipasak eta glikosilasak bezalako entzima hidrolitiko jariatuak daude; landare ostalarien defentsarako entzimen inhibitzaileak eta toxina nekrosatzaileak, hala nola Nep1 moduko proteinak (NPL) eta Pcf moduko zisteina ugari duten proteina txikiak (SCR).
P. infestans gene efektoreak gene ez patogenoak baino ugari eta normalean handiagoak dira. Ezagunenak RXLR eta Crinkler (CNR) efektore zitoplasmikoak dira. Oomizetoen efektore zitoplasmatiko tipikoak RXLR proteinak dira. Orain arte aurkitutako RXLR gene efektore guztiek Arg-XLeu-Arg talde amino-terminala dute, non X aminoazidoa den. Ikerketaren ondorioz, P. infestans genoman 563 RXLR gene daudela iradoki da, hau da, P. sojae eta P. ramorum-en baino% 60 gehiago. P. infestans genoman RXLR geneen gutxi gorabehera espezie espezifikoak dira. RXLR efektoreek sekuentzia ugari dituzte. Horien artean, familia handi bat eta 150 familia txiki identifikatu ziren. Proteoma nagusia ez bezala, RXLR gene efektoreak genomako gene eskaseko eta errepikatutako aberastasuneko eskualdeetan egon ohi dira. Eskualde horien dinamismoa zehazten duten elementu mugikorrek gene horien birkonbinazioa sustatzen dute.
CRN efektore zitoplasmatikoak landare ehunen nekrosi peptidoak kodetzen dituzten P. infestans transkripzioetan identifikatu ziren. Aurkitu zutenetik, ezer gutxi jakin da efektore horien familiaz. P. Infestans genomaren analisiak agerian utzi du 196 CRN gene dituen familia erraldoi bat dela, P. sojae (100 CRN) eta P. ramorum (19 CRN) baino askoz ere handiagoa dena. RXLRak bezala, CRNak proteina modularrak dira eta oso kontserbatuak diren N-terminal LFLAK domeinua (50 aminoazido) eta gene desberdinak dituen DWL domeinu aldamenekoa dira. CRN gehienek (% 60) seinale peptidoa dute.
Hainbat CRNk landare ostalariaren prozesu zelularrak eteteko duten aukera aztertu da. Landareen nekrosia aztertzerakoan, CRN2 proteinak kentzeak 234 aminoazidok osatutako C-terminal eskualdea (173-407 posizioak, DXG domeinua) identifikatzea eta zelulen heriotza eragitea ahalbidetu zuen. P. infestans CRN geneen analisiak C-terminaleko lau eskualde desberdin agerian utzi ditu, eta horiek ere zelula-heriotza eragiten dute landarearen barruan. Horien artean identifikatu berri diren DC domeinuak (P. Infestansek 18 gene eta 49 sasigeno ditu), baita proteina kinasen antzekoak diren D2 (14 eta 43) eta DBF (2 eta 1) domeinuak ere. Landare batean adierazitako CRN domeinuetako proteinak landare-zelula batean kontserbatzen dira (seinale peptidoak egon ezean) eta zelulen heriotza estimulatzen dute zelulen barneko mekanismo baten bidez. Ziurrenik CRN domeinuak dituzten beste 255 sekuentziek ez dute gene gisa funtzionatzen.
RXLR eta CRN gene efektoreen familiaren kopuruaren eta tamainaren hazkundea birkonbinazio homologo ez-alelikoaren eta geneen bikoizketaren ondorioz gertatu da. Genomak elementu mugikor aktibo ugari dituen arren, oraindik ez dago gene efektoreen transferentziaren ebidentzia zuzenik.
Biztanleriaren egitura aztertzeko erabilitako metodoak
Populazioen egitura genetikoaren azterketa gaur egun bere osagai tentsioetako kultura puruen analisian oinarritzen da. Kultura puruak isolatu gabe populazioen analisia helburu zehatzetarako ere egiten da, esate baterako, populazioaren agresibitatea edo fungizidekiko erresistenteak diren tentsioak bertan aztertzea (Filippov et al., 2004; Derevyagina et al., 1999). Ikerketa mota honek metodo bereziak erabiltzea dakar, horien deskribapena berrikuspen honen eremutik kanpo dago. Tentsioen konparazio analisia egiteko, hainbat metodo erabiltzen dira, DNAren egituraren analisian eta agerpen fenotipikoen azterketan oinarrituta. Populazioen analisi konparatiboak isolamendu kopuru handiari egin behar dio aurre, eta horrek erabilitako metodoei zenbait eskakizun ezartzen dizkie. Egokiena, honako baldintza hauek bete beharko lituzkete (Cooke, Lees, 2004, Mueller, Wolfenbarger, 1999):
- merkea izan, inplementatzen erraza, ez du denbora kostu handirik behar, orokorrean erabilgarri dauden teknologietan oinarrituta egon behar da (adibidez, PCR);
- kodominatzaile markatzaile independenteen ezaugarri kopuru nahikoa handia sortu behar du;
- erreproduzigarritasun handia dute;
- aztertu beharreko ehun gutxieneko kopurua erabili;
- substratuaren espezifikoa izan (kulturan dagoen kutsadurak ez luke emaitzetan eraginik izan behar);
- ez dute prozedura arriskutsurik eta oso toxikoak diren produktu kimikorik erabili behar.
Zoritxarrez, ez dago goiko parametro guztiei dagozkien metodorik. Gure garaian anduien azterketa konparatiboa egiteko, ezaugarri fenotipikoen analisian oinarritutako metodoak erabiltzen dira: birulentzia patata eta tomate barietateei (patata eta tomate lasterketak), estaltze mota, peptidasa isoenzimak eta glukosa-6-fosfato isomerasa espektroak eta DNAren egituraren analisia: luzera polimorfismoa. murrizketa zatia (RFLP), normalean RG 57 hibridazio zunda batekin osatua, errepikapen mikrosatelitikoen analisia (SSR eta InterSSR), ausazko primerekin anplifikazioa (RAPD), murrizketa zatien anplifikazioa (AFLP), elementu mugikorren sekuentziekin homologatutako primerekin anplifikazioa SINE PCR), mitokondrioko DNA haplotipoen determinazioa.
P. Infestans-ekin lanean erabilitako anduien azterketa konparatiboaren metodoen deskribapen laburrak
Markatzaile fenotipikoen ezaugarriak
"Patata" lasterketak
"Patata" lasterketak arrunt ikertu eta erabiltzen diren markatzaileak dira. "Patata sinpleak" lasterketek patata birulentziaren gene bat dute, "konplexuak" direnak - gutxienez bi. Black et al. (1953), eskura zituzten datu guztiak laburbilduz, phytophthora arraza landareak P. infestans birulentzia gene / geneei dagozkien erresistentzia gene / geneak infektatzeko gai dela aurkitu zuten, eta landareak kutsatzen dituzten 1, 2, 3 eta 4 lasterketak aurkitu zituzten. R1, R2, R3 eta R4 geneekin, hurrenez hurren, alegia. parasitoaren eta ostalariaren arteko elkarreragina gene printzipioaren genearen arabera gertatzen da. Gainera, Beltzak, Gallegly eta Malcolmsonen partaidetzarekin, R5, R6, R7, R8, R9, R10 eta R11 erresistentzia geneak aurkitu zituen, baita dagozkien lasterketak ere (Black, 1954; Black & Gallegly, 1957; Malcolmson & Black, 1966; Malcolmson, 1970).
Eskualde desberdinetako patogenoaren arraza-osaerari buruzko datu ugari dago. Datu horiek zehatz-mehatz aztertu gabe, joera orokor bat besterik ez dugu adieraziko: erresistentzia gene berriak dituzten barietateak edo horien konbinazioak erabiltzen ziren lekuan, hasieran tizta berantiarraren nolabaiteko ahultzea egon zen, baina gero dagozkion birulentzia geneekin lasterketak agertu ziren eta hautatu egin ziren eta tizor berantiarren agerraldiak berriro hasi ziren. Lehen 4 erresistentzia geneen aurkako birulentzia espezifikoa (R1-R4) oso gutxitan ikusi zen gene hauekin barietateen laborantzan sartu aurretik bildutako bildumetan, baina andui birulenteen kopurua nabarmen handitu zen patogenoak gene horiek zeramatzaten barietateetan parasitatutakoan. 5-11 geneak, berriz, nahiko ohikoak ziren bildumetan (Shaw, 1991).
Hazkunde denboraldian arraza desberdinen arteko erlazioaren azterketak, 1980ko hamarkadaren amaieran, erakutsi zuen gaixotasunaren garapenaren hasieran, erasokortasun txikiko eta 1-2 birulentzia gene dituzten klonak nagusitzen direla populazioan.
Gainera, tizaren berantiarra garatzen denean, jatorrizko klonen kontzentrazioa gutxitzen da eta erasokortasun handiko arraza "konplexuen" kopurua handitzen da. Azken hau denboraldi amaieran% 100era iristen da. Tuberkuluak biltegiratzean, erasokortasuna eta banakako birulentzia geneak galtzen dira. Klonen ordezkapenaren dinamika barietate desberdinetan gerta daiteke modu desberdinetan (Rybakova eta Dyakov, 1990). Hala ere, 2000-2010ean egin ditugun ikerketek erakutsi dute arraza konplexuak epifitotikoen hasieratik aurkitu direla patatatik zein tomatetik isolatutako anduien artean. Seguruenik Errusiako P. Infestans populazioen aldaketak eragingo du.
1988-1995 bitartean, eskualde desberdinetako birulentzia gene guztiekin edo ia guztiekin "super lasterketak" agertzeko maiztasuna% 70-100era iritsi zen. Egoera hori, adibidez, Bielorrusian, Leningrad eta Mosku eskualdeetan, Ipar Osetian eta Alemanian nabaritu zen (Ivanyuk et al., 2002a, 2002b; Polityko, 1994; Schober-Butin et al., 1995).
"Tomate" lasterketak
Tomate kultibatuetan, kutsatze berantiarrarekiko erresistentziako 2 gene baino ez ziren aurkitu - Ph1 (Gallegly & Marvell, 1955) eta Ph2 (Al-Kherb, 1988). Patata lasterketetan gertatzen den bezala, tomateen eta P. infestansen arteko elkarreragina genez gene gertatzen da. T0 lasterketak erresistentzia generik ez duten barietateak kutsatzen ditu (industrian erabilitako barietate gehienak), T1 lasterketak Ph1 genearekin (Ottawa) kutsatzen ditu eta T2 lasterketak Ph2 genearekin barietateak kutsatzen ditu.
Errusian, ia T0 patatetan aurkitu zen; T0 tomateetan nagusitu zen denboraldi hasieran, baina geroago T1 lasterketak ordezkatu zuen (Dyakov et al., 1975, 1994). 2000. urtearen ondoren, populazio askotako patataren T1 epifitosi aldiaren hasieran hasi zen gertatzen. Estatu Batuetan, patata-anduiak ez ziren patogenoak tomatearentzat, baita T0, T1 eta T2 arrazak ere, tomateetan T1 eta T2 ziren nagusi (Vartanian & Endo, 1985; Goodwin et al., 1995).
Estaltze mota
Azterketa egiteko, estekatze mota ezagunak (A1 eta A2) dituzten testagailuak (erreferentzia) behar dira. Proba isolatua haiekin inokulatzen da bikotan, Petri plateretan olo agar ertainarekin. 10 egunez inkubatu ondoren, plakak aztertzen dira tentsioen ukipen-eremuan osporoaren presentzia edo ez dagoen. 4 aukera daude: tentsioa A1 estaltze motari dagokio, A2 probatzailearekin oosporak eratzen baditu, A2ra, A1 probatzailearekin oosporak osatzen baditu, A1A2ra, bi probatzaileekin ososporak osatzen baditu edo antzua da (00), oosporak osatzen ez baditu probatzailerik gabe (azken bi taldeak arraroak dira).
Estalketa motak azkarrago zehazteko, estalketa motarekin lotutako genomaren eskualdeak identifikatzen saiatu ziren, PCR bidez estekatze mota zehazteko horiek gehiago erabiltzeko helburuarekin. Gune hori identifikatzeko lehen esperimentu arrakastatsuetako bat ikerlari estatubatuarrek egin zuten (Judelson et al., 1995). RAPD metodoa erabiliz, estalki motarekin lotutako W16 eskualdea identifikatu zuten bi isolatu gurutzatuen ondorengoetan, eta 24 bp-ko primer pare bat diseinatu zituzten bere anplifikaziorako (W16-1 (5'-AACACGCACAAGGCATATAAATGTA-3 ') eta W16-2 (5') -GCGTAATGTAGCGTAACAGCTCTC-3 ') HaeIII murrizketa entzima duen PCR produktua murriztu ondoren, posible zen isolamenduak A1 eta A2 parekatze motekin bereiztea.
Estekatze motak zehazteko PCR markatzaileak lortzeko beste saiakera bat egin zuten korear ikertzaileek (Kim, Lee, 2002). AFLP metodoa erabiliz produktu zehatzak identifikatu zituzten. Ondorioz, PHYB-1 (aurrera) (5'-GATCGGATTAGTCAGACGAG-3 ') eta PHYB-2 (5'-GCGTCTGCAAGGCGCATTTT-3') primer bikoteak garatu ziren, A2 estaltze motarekin lotutako genomaren eskualdearen anplifikazio selektiboa ahalbidetuz. Ondoren, lan honekin jarraitu zuten eta 5 'AAGCTATACTGGGACAGGGT-3' (INF-1, aurrera) eta 5'-GCGTTCTTTCGTATTACCAC-3 '(INF-2) primerak diseinatu zituzten. A1. Parekatze moten PCR diagnostikoen erabilerak emaitza onak erakutsi ditu Txekiar Errepublikako (Mazakova et al., 1), Tunisia (Jmour, Hamada, 2006) eta beste eskualde batzuetako P. infestans populazioen ikerketan. Gure laborategian (Mytsa, Elansky, argitaragabea), Errusiako eskualde desberdinetan (Kostroma, Ryazan, Astrakhan eta Mosku eskualdeetan) gaixotutako patata eta tomate organoetatik isolatutako P. infestans anduiak aztertu ziren. PCR analisiaren emaitzak% 2006etik gorako primer espezifikoen bidez bat etorri ziren elikadura-euskarrian metodo tradizionalaren bidez estaltze-motaren analisiaren emaitzekin.
1. taula 1. Erresistentziaren aldakortasuna Sib 2001 klonaren barruan (Elansky et al., XNUMX)
Laginak biltzeko kokapena | Aztertutako isolamendu kopurua | Sentikorra (S), ahula erresistentea (SR) eta erresistentea (R) tentsio kopurua, pcs (%) | ||
S | SR | R | ||
G. Vladivostok | 10 | 1 (10) | 4 (40) | 5 (50) |
G. Chita | 5 | 0 | 0 | 5 (100) |
Irkutsk | 9 | 9 (100) | 0 | 0 |
G. Krasnoyarsk | 13 | 12 (92) | 1 (8) | 0 |
Ekaterinburg hiria | 15 | 8 (53) | 1 (7) | 6 (40) |
O. Sakhalin | 66 | 0 | 0 | 66 (100) |
Omsk eskualdea | 18 | 0 | 0 | 18 (100) |
Metalaxyl erresistentzia populazio markatzaile gisa
1980ko hamarkadaren hasieran, metalaxilarekiko erresistenteak ziren P. infestans anduiek eragindako tizka berriko agerraldiak nabarmenak ziren hainbat eskualdetan. Herrialde askotan patata ustiategiek galera handiak izan dituzte (Dowley & O'Sullivan, 1981; Davidse et al., 1983; Derevyagina, 1991). Orduz geroztik, munduko herrialde askotan, fenilamidarekiko erresistenteak diren cepas P. infestans populazioen etengabeko jarraipena egin da. Fenilamidak dituzten sendagaiak erabiltzeko aukeren ebaluazio praktikoaz gain, babes neurrien sistema eraikitzea eta epifitotiak aurreikustea, sendagai horien aurkako erresistentzia patogeno horren populazioen analisi konparatiboa egiteko oso erabilia den ezaugarrietako bat bihurtu da. Hala ere, biztanleriaren azterketa konparatiboetan metalaxiloarekiko erresistentziaren erabilera egin beharko litzateke kontuan hartuta: 1 - erresistentziaren oinarri genetikoa oraindik ez da zehazki zehaztu, 2 - metalaxiloarekiko erresistentzia selektiboki menpekoa den ezaugarria da, fenilamiden erabileraren arabera alda daitekeena. lerro klonal baten barruan metalaxil anduekiko sentikortasun maila (3. taula).
Isozimen espektroak
Izozimaren markatzaileak kanpoko baldintzetatik independenteak izan ohi dira, mendeliar herentzia erakusten dute eta kodominanteak dira, homo- eta heterozigotoak bereizteko aukera ematen baitute. Proteinak gene markatzaile gisa erabiltzeak material genetikoaren berrantolaketa handiak, mutazio kromosomikoak eta genomikoak barne, eta aminoazido bakarren ordezkapenak barne identifikatzea ahalbidetzen du.
Proteinen azterketa elektroforetikoek frogatu dute entzima gehienak organismoetan daudela mugikortasun elektroforetikoan desberdinak diren hainbat zatiki moduan. Zatiki horiek entzimaren forma anitzak lokuzio ezberdinek (isozimak edo isozimak) edo leku bereko alelo desberdinak (alozimak edo aloentzimak) kodifikatzearen emaitza dira. Hau da, isozimak entzima baten forma desberdinak dira. Forma desberdinek jarduera katalitiko bera dute, baina peptidoan eta karguan dauden aminoazido bakarren ordezkapenetan apur bat desberdintzen dira. Halako desberdintasunak elektroforesian agerian daude.
P. infestans anduiak aztertzerakoan, bi proteinen isoenzimen espektroak, peptidasa eta glukosa-6-fosfato isomerasa, erabiltzen dira (entzima hori monomorfa da Errusiako populazioetan; beraz, bere azterketarako metodoak ez dira lan honetan aurkezten). Eremu elektriko bateko isozimetan bereizteko, aztertutako organismoetatik isolatutako proteina prestakinak eremu elektriko batean jarritako gel plaka bati aplikatzen zaizkio. Gelan proteina indibidualen difusio-abiadura kargaren eta pisu molekularraren araberakoa da; beraz, eremu elektriko batean proteinen nahastea banakako zatitan banatzen da, koloratzaile berezien bidez ikus daitekeena.
Peptidasa isoenzimak aztertzea zelulosa-azetatoa, almidoia edo poliakrilamida geletan egiten da. Erosoena Helena Laboratories Inc.-ek fabrikatutako zelulosa azetato gelak erabiltzean oinarritutako metodoa da. Ez du saiakuntza-material kopuru handirik behar, elektroforesiaren ondoren gelan banda kontrastatuak lortzeko aukera ematen du bi entzima lokietarako, ezartzeko ez da denbora eta material kostu handirik behar (2. irudia).
Mizelio zati txiki bat 1,5 ml-ko mikrotubo batera eramaten da, 1-2 distilatutako ur tanta gehitzen zaizkio. Horren ondoren, lagina homogeneizatu egiten da (adibidez, zulagailu elektrikoarekin, mikrotubo batentzako egokia den plastikozko eranskinarekin) eta 25 segundoz sedimentatu egiten da zentrifugagailu batean 13000 rpm-tan. Mikrotubo bakoitzetik 8 μl. supernatantea aplikatzailearen plakara transferitzen da.
Zelulosazko azetato gela buffer edukiontzitik ateratzen da, iragazki paperezko bi orrien artean ezabatzen da eta aplikazio plastikoaren oinarriaren gainean lan geruza jartzen da. Plateretik ateratako disoluzioa aplikatzaileak gelara eramaten du 2-4 aldiz. Gelak elektroforesi ganbera batera eramaten du,
2. taula. Peptidasa isoenzimak aztertzean zelulosa azetatoa gel tindatzeko erabilitako disoluzioaren konposizioa, pintura tanta bat (bromofenol urdina) gelaren ertzean jartzen da.
TRIS HCl, 0,05M, Ph 8,0 2 ml
Peroxidasa, 1000 U / ml 5 tanta
o-dianisidina, 4 mg / ml 8 tanta
MgCl2, 20 mg / ml 2 tanta
Gly-Leu, 15 mg / ml 10 tanta
L-aminoazido oxidasa, 20 u / ml 2 tanta
Elektroforesia 20 minutuz egiten da. 200 V-ra elektroforesia egin ondoren, gelak pintura mahai batera eraman eta pintura soluzio berezi batekin margotzen du (2. taula). 10 ml% 1,6ko DIFCO agar mikrouhin labean urtzen da aurrez, 60 ° C-tan hozten da eta, ondoren, 2 ml agar pintura nahasketa batekin nahasten dira eta gelera botatzen dira. Marrak 15-20 minutu barru agertzen dira. L-aminoazido oxidasaren erreaktiboa gehitzen zaio disoluzioa agar urtuarekin nahastu baino lehen.
Errusiako populazioetan, Pep 1 lokusa 100/100 eta 92/100 genotipoek adierazten dute. 92/92 homozigotoa oso arraroa da (% 0,1 inguru). Locus Rehr 2 100/100, 100/112 eta 112/112 hiru genotipoen bidez irudikatzen da eta 3 aldaerak nahiko arruntak dira (Elanky eta Smirnov, 2003, 2. irudia).
Genomaren ikerketa
Murrizketa zatiaren luzera polimorfismoa ondorengo hibridazioarekin (RFLP-RG 57)
DNA osoa Eco R1 murriztapen entzimarekin tratatzen da, DNA zatiak agarosa gelaren elektroforesiaren bidez bereizten dira. DNA nuklearra oso handia da eta sekuentzia errepikakor ugari ditu, eta horrek zailtzen du murrizketa entzimen ekintzarekin lortutako zati ugari zuzenean aztertzea. Hori dela eta, gelan bereizitako DNA zatiak mintz berezi batera transferitzen dira eta RG 57 zundarekin hibridatzeko erabiltzen dira, etiketa erradioaktibo edo fluoreszenteekin etiketatutako nukleotidoak biltzen dituena. Zunda hau sekuentzia genomiko errepikakorrekin hibridatzen da (Goodwin et al., 1992; Forbes et al., 1998). Material arin edo erradioaktibo batean hibridazioaren emaitzak ikusi ondoren, lokuzio anitzeko hibridazio profila (hatz marka) lortzen da, 25-29 zatik irudikatuta (Forbes et al., 1998). Kume asexualek (klonek) profil berdinak izango dituzte. Banda elektrofetetograman antolatuta, alderatutako organismoen antzekotasunak eta desberdintasunak epaitzen dira.
DNA mitokondrialaren haplotipoak
Zelula eukarioto gehienetan, mtDNA hari bikoitzeko DNA molekula zirkular baten moduan aurkezten da, zeina, zelula eukariotoen kromosoma nuklearrek ez bezala, erdi kontserbadoreki errepikatzen den eta proteina molekulekin lotzen ez den.
P. infestans-en genoma mitokondriala sekuentziatu zen, eta zenbait obra murriztapen zatien luzeren azterketari eskaini zitzaizkion (Carter et al, 1990, Goodwin, 1991, Gavino, Fry, 2002). Griffith eta Shaw-ek (1998) mtDNA haplotipoak zehazteko metodo sinple eta azkarra garatu ondoren, markatzaile hau P. Infestans ikerketetan ezagunenetakoa bihurtu zen. Metodoaren funtsa F2-R2 eta primers dituzten DNA mitokondrialaren bi zatien (genoma arruntetik) sekuentziaz anplifikatzean datza. F4-R4 (3. taula) eta ondorengo murrizketa MspI (1. zatia) eta EcoR1 (2. zatia) entzima murrizketekin. Metodoak 4 haplotipo identifikatzeko aukera ematen du: Ia, IIa, Ib, IIb. II Mota ezberdina da I motatik 1881 bp txertaketa eta P2 eta P4 eskualdeetan murrizketa guneen kokapen desberdina izateagatik (3. irudia).
1996. urteaz geroztik, Errusiako lurraldean bildutako anduien artean, Ia eta IIa haplotipoak baino ez ziren adierazi (Elansky et al., 2001, 2015). Eremu elektrikoan F2-R2 primerarekin murrizketa produktuak banandu ondoren identifikatu daitezke (4., 5. irudia). MtDNA motak andui eta populazioen analisi konparatuan erabiltzen dira. Zenbait lanetan, AD mitokondrial motak erabili ziren lerro klonalak isolatzeko eta P. infestans isolatuak pasaportetzeko (Botez et al., 2007; Shein et al., 2009). PCR-RFLP metodoa erabiliz, ondorioztatu zen mtDNA heterogeneoa dela P. infestans andui berean (Elansky eta Milyutina, 2007). Anplifikazio baldintzak: 1x (500 seg. 94 ° C), 40x (30 seg. 90 ° C, 30 seg. 52 ° C, 90 seg. 72 ° C); 1x (5 min. 72 ° C). Erreakzio nahasketa: (20 μl): 0,2 U Taq DNA polimerasa, 1x 2,5 mM MgCl2-Taq buffer, 0,2 mM bakoitzeko dNTP, 30 pM primer eta aztertutako DNAren 5 ng, ur desionizatua - 20 μl arte.
PCR produktuaren murrizketa 4-6 orduz egiten da 37 ° C-ko tenperaturan. Murrizketa nahasketa (20 μl): 10x MspI (2 μl), 10x murrizketa buffer (2 μl), ur desionizatua (6 μl), PCR produktua (10 μl).
3. taula. MtDNA eskualde polimorfikoen anplifikaziorako erabilitako primerak
Lokuzioa | primer | Primer luzera eta kokatzea | PCR produktuaren luzera | Restrictase |
---|---|---|---|---|
P2 | F2: 5'- TTCCCTTTGTCCTCTACCGAT | 21; 13619-13639 | 1070 | MspI |
R2: 5'- TTACGGCGGTTTAGCACATACA | 22; 14688-14667 | |||
P4 | F4: 5'- TGGTCATCCAGAGGTTTATGTT | 22; 9329-9350 | 964 | EcoRI |
R4:5 - CCGATACCGATACCAGCACCAA | 22; 10292-10271 |
Ausazko primeren anplifikazioa (RAPD)
RAPD burutzerakoan, primer bat erabiltzen da (batzuetan zenbait primer aldi berean) nukleotido sekuentzia arbitrarioarekin, normalean 10 nukleotido luze, GC nukleotidoen eduki altua (% 50etik aurrera) eta errekuperazio tenperatura baxua (35 ° C inguru) duena. Horrelako primerak genomako gune osagarri ugaritan "lurreratzen" dira. Anplifikatu ondoren, anplikoi ugari lortzen dira. Haien kopurua erabilitako primeraren eta erreakzio baldintzen araberakoa da (MgCl2 kontzentrazioa eta errekuperazio tenperatura).
Anplikonen bistaratzea poliakrilamidan edo agarosako gelan destilatuz egiten da. RAPD analisia egitean, aztertutako materialaren garbitasuna arretaz kontrolatu behar da, geroztik Beste objektu bizidun batzuekin kutsatzeak artefaktuen kopurua nabarmen handitzea eragin dezake, material puruaren analisian nahiko ugariak baitira (Perez et al, 1998). P. infestans genomaren ikerketan metodo honen erabilera lan askotan islatzen da (Judelson, Roberts, 1999; Ghimire et al., 2002; Carlisle et al., 2001). Erreakzio baldintzen eta primeren hautaketa (51 10 nukleotidoen 2003 azterketa aztertu ziren) Abu-El Samen et al., (XNUMX) artikuluan ematen da.
Mikrosateliteen Errepikatze Analisia (SSR)
Mikrosateliteen errepikapenak (sekuentzia sinpleen errepikapenak, SSR) eukarioto guztien genoma nuklearretan dauden 1-3 (batzuetan 6 arte) nukleotidoen sekuentzia laburrak errepikatzen dira. Ondoz ondoko errepikapenen kopurua 10 eta 100 artean alda daiteke. Leku mikrosatelitikoak maiztasun nahiko altuarekin gertatzen dira eta genomaren inguruan banatuta daude gutxi gorabehera (Lagercrantz et al., 1993). Mikrosatelite sekuentzien polimorfismoa oinarrizko motiboaren errepikapen kopuruen desberdintasunekin lotzen da. Mikrosateliteen markatzaileak kodominanteak dira, eta horri esker, populazioaren egitura aztertu, ahaidetasuna zehaztu, genotipoaren migrazio bideak eta abar erabil daitezke. Markatzaile hauen beste abantaila batzuen artean, polimorfismo handia, erreprodukzio ona, neutraltasuna eta analisi eta ebaluazio automatikoa egiteko gaitasuna nabarmendu behar dira. Mikrosateliteen errepikapenen polimorfismoaren analisia PCR anplifikazioaren bidez egiten da mikrosatelite lokuak albokatzen dituzten sekuentzia paregabeen osagarrien primerak erabiliz. Hasieran, azterketa poliakrilamidako gel batean erreakzio produktuak bereiztean egiten zen. Geroago, Applied Biosystems enpresako langileek erreakzio produktuak detektatzeko fluoreszentziarekin markatutako primerak erabiltzea proposatu zuten laser detektagailu automatikoa erabiliz (Diehl et al., 1990), eta gero DNA sekuentziadore automatiko estandarrak (Ziegle et al., 1992). Hainbat tindagai fluoreszente dituzten primerak etiketatzeak hainbat markatzaile aldi berean errei batean aztertzeko aukera ematen du eta, beraz, metodoaren produktibitatea nabarmen handitzen da eta analisiaren zehaztasuna handitzen da.
P. infestans aztertzeko SSR analisiaren erabilerari eskainitako lehen argitalpenak 2000. hamarkadaren hasieran agertu ziren. (Knapova, Gisi, 2002). Egileek proposatutako markatzaile guztiek ez zuten polimorfismo maila nahikoa erakutsi, hala ere, horietako bi (4B eta G11) Lees et al.-K (12) proposatutako eta ondoren Eucablight ikerketa sarean (www.eucablight) onartu ziren 2006 SSR markatzaileen multzoan sartu ziren. .org) P. infestans estandar gisa. Urte batzuk geroago, P. infestans DNAren multiplex analisirako sistema sortzeari buruzko ikerketa bat argitaratu zen zortzi SSR markatzaileetan oinarrituta (Li et al., 2010). Azkenean, aldez aurretik proposatutako markatzaile guztiak ebaluatu eta horien berri informatiboena aukeratu ondoren, baita primerak, etiketa fluoreszenteak eta anplifikazio baldintzak optimizatu ere, egile talde berak urrats bakarreko analisi multiplex sistema aurkeztu zuen, 12 markatzaile barne (4. taula; Li et al. , 2013a). Sistema honetan erabilitako primerak lau markatzaile fluoreszente horietako batekin (FAM, VIC, NED, PET) hautatu eta etiketatu ziren, horrela, etiketa berdinak zituzten primeren alelo tamainen tarteak gainjarri ez zitezen.
Egileek analisia PTC200 anplifikadore batean (MJ Research, AEB) egin dute QIAGEN multiplex PCR kitak edo QIAGEN Typeit Microsatellite PCR kitak erabiliz. Erreakzio nahasketaren bolumena 12.5 μL izan zen. Anplifikazio baldintzak hauek ziren: QIAGEN multiplex PCRrako: 95 ° C (15 min), 30x (95 ° C (20 s), 58 ° C (90 s), 72 ° C (60 s), 72 ° C (20 min); QIAGEN Type-it Microsatelite PCRrako: 95 ° C (5 min), 28x (95 ° C (30 seg), 58 ° C (90 seg), 72 ° C (20 seg), 60 ° C (30 min).
PCR produktuen bereizketa eta bistaratzea ABI3730 DNA kapilar analizatzaile automatikoa (Applied Biosystems) erabiliz egin da.
4. taula. P. Infestans-en genotipatzerakoan erabilitako 12 SSR markatzaile estandarren ezaugarriak (Li et al., 2013a)
Izena | Alelo kopurua | Neurrien tartea aleloak (bp) | Primerak |
PiG11 | 13 | 130-180 | F: NED-TGCTATTTATCAAGCGTGGG R: GTTTTCAATCTGCAGCCGTAAGA |
Pi02 | 4 | 255-275 | F: NED-ACTTGCAGAACTACCGCCC R: GTTTGACCACTTTCCTCCGGTTC |
PinfSSR11 | 4 | 325-360 | F: NED-TTAAGCCACGACATGAGCTG R: GTTTAGACAATTGTTTTGTGGTCGC |
D13 | 16 | 100-185 | F: FAM-TGCCCCCTGCTCACTC R: GCTCGAATTCATTTTACACACTTG |
PinfSSR8 | 4 | 250-275 | FAM-AATCTGATCGCAACTGAGGG R: GTTTACAAGATACACACGTCGCTCC |
PinfSSR4 | 7 | 280-305 | FAM-TCTTGTTCGAGTATGGGCGACG R: GTTTCACTTCGGGAGAAAGGCTTC |
Pi04 | 4 | 160-175 | F: VIC-AGCGGCTTTACCGATGG R: GTTTCAGCGGCTGTTTCGAC |
Pi70 | 3 | 185-205 | F: VIC-ATGAAAATACGTCAATGCTCG R: CGTTGGATATTTCTATTTCTCTG |
PinfSSR6 | 3 | 230-250 | F: GTTTTGGTGGGGCTGAAGTTTT R: VIC-TCGCCACAAGATTTATTCCG |
Pi63 | 3 | 265-280 | F: VIC-ATGACGAAGATGAAAGTGAGG R: CGTATTTTCCTGTTTATCTAACACC |
PinfSSR2 | 3 | 165-180 | F: PET-CGACTTCTACATCAACCGGC R: GTTGCTTGGACTGCGTCTTTAGC |
Pi4B | 5 | 200-295 | F: PET-AAAATAAAGCCTTTGGTTCA R: GCAAGGCGAGGTTTGTAGATT |
Analisiaren emaitzak bistaratzeko adibidea irudian ageri da. 6. Emaitzak GeneMapper 3.7 softwarea erabiliz aztertu dira, lortutako datuak isolatu ezagunen datuekin alderatuz. Analisiaren emaitzen interpretazioa errazteko, beharrezkoa da azterketa bakoitzean genotipo ezaguna duten 1-2 erreferentzia isolatu sartzea.
Proposatutako ikerketa metodoa lagineko lagin kopuru garrantzitsu batean probatu zen eta, ondoren, egileek bi erakundeetako laborategien arteko protokoloak estandarizatu zituzten, James Hutton Institute (Erresuma Batua) eta Wageningen University & Research (Herbehereak). Horiek, FTA txartel estandarrak sinplifikatzeko erabiltzeko aukerarekin batera. P. infestans DNA laginak bildu eta bidaltzeari esker, garapen horren erabilera komertzialaren aukeraz hitz egin zen. Horrez gain, P. infestans isolatuak genotipoen metodo azkar eta zehatz batek multiplex SSR analisiaren bidez posible egin zuen patogeno horren populazioen azterketa estandarizatuak eskala globalean egitea, eta Eucablight proiektuaren esparruan (www.eucablight.org) marroi berantiarreko datu basea sortzea, besteak beste. , mikrosatelite analisiaren emaitzak barne, genotipo berrien sorrera eta hedapena munduan zehar jarraitzea ahalbidetu zuen.
Murriztutako zatien luzera-polimorfismo anplifikatua (AFLP). AFLP (zatien luzera anplifikatuko polimorfismoa) zorizko markatzaile molekularrak primer espezifikoen bidez sortzeko teknologia da. AFLPn, DNA murrizketa-entzima biren konbinazioarekin tratatzen da. Egokitzaile zehatzak murriztapen zatien mutur itsaskorretara lotzen dira.
Zati horiek gero egokitu egiten dira egokitzailearen sekuentzia eta murrizketa gunearen osagarriak diren primerekin, eta gainera ausazko base bat edo gehiago eramaten dituzte beren 3 'muturretan. Lortutako zatien multzoa murrizketako entzimen eta ausaz hautatutako nukleotidoen araberakoa da primeren 3'-muturretan (Vos et al., 1995). AFLP - genotipatzea hainbat organismoen aldakuntza genetikoa azkar aztertzeko erabiltzen da.
Metodoaren deskribapen zehatza Mueller, Wolfenbarger, 1999, Savelkoul et al., 1999 lanetan ematen da. AFLP eta SSR metodoen ebazpena alderatzeko lan asko egin dute Txinako ikertzaileek. Iparraldeko Txinako bost eskualdeetan bildutako 48 P. infestans isolamenduen ezaugarri fenotipikoak eta genotipikoak aztertu ziren. AFLP espektroak zortzi DNA genotipo desberdin agerian utzi zituen, SSR genotipoekin alderatuta, eta ez zen aniztasunik aurkitu (Guo et al., 2008).
Anplifikazioa elementu mugikorren sekuentziekin homologatutako primerekin
Erretrotransposoi sekuentzietatik eratorritako markatzaileak oso egokiak dira kartografia genetikoa, aniztasun genetikoa aztertzeko eta eboluzio prozesuak egiteko (Schulman, 2006). Elementu mugikor batzuen sekuentzia egonkorrak osatzeko primerak egiten badira, posible da haien artean kokatutako genoma eskualdeak anplifikatzea. Sektore berantiarraren eragileari buruzko ikerketetan, genetikako zatiak anplifikatzeko metodoa SINE (Short Intercaled Nuclear Elements Nuclear Elements) retropazonaren oinarrizko sekuentziarekin osatutako primer bat erabiliz aplikatu zen (Lavrova eta Elansky, 2003). Metodo hau erabiliz, desberdintasunak agerian zeuden isolatu baten seme asexualetan ere. Ildo horretatik, ondorioztatu zen SINE - PCR arteko metodoa oso espezifikoa dela eta Phytophthora genoman SINE elementuen mugimendu tasa handia dela.
P. infestans-en genoman, retrotransposoi motzen 12 familia (SINE) identifikatu dira; retrotransposoi laburren espezieen banaketa ikertu zen, P. infestans-en genoman aurkitzen diren elementuak (SINE) identifikatu ziren (Lavrova, 2004).
Populazioen azterketetan anduien azterketa konparatiboaren metodoen aplikazioaren ezaugarriak
Azterketa bat planifikatzerakoan, argi eta garbi ulertu behar dira jarritako helburuak eta metodo egokiak erabili. Beraz, metodo batzuek markatzaile independenteen seinale ugari sortzea ahalbidetzen dute, baina, aldi berean, erreproduzigarritasun txikia dute eta erabilitako erreaktiboen, erreakzio baldintzen eta aztertzen ari den materialaren kutsaduraren mende daude. Hori dela eta, andui talde baten azterketa bakoitzean, beharrezkoa da zenbait isolatu estandar (erreferentzia) erabiltzea, baina kasu honetan ere, hainbat esperimenturen emaitzak konbinatzea oso zaila da.
Metodo talde honek RAPD, AFLP, InterSSR, InterSINE PCR biltzen ditu. Anplifikatu ondoren, tamaina desberdinetako DNA zatien kopuru handia lortzen da. Komenigarria da horrelako teknikak erabiltzea estuki erlazionatutako anduien artean (guraso-kumeak, basa motako mutanteak, etab.) Edo lagin txiki baten azterketa zehatza egin behar den kasuetan aldeak ezartzea beharrezkoa bada. Horrela, AFLP metodoa oso erabilia da P. infestans-en kartografia genetikoan (van der Lee et al., 1997) eta populazio intrapian (Knapova, Gisi, 2002, Cooke et al, 2003, Flier et al, 2003). Halako metodoak ez dira erabilgarriak tentsioen datu baseak sortzeko orduan ia ezinezkoa da emaitzen kontabilitatea bateratzea laborategi desberdinetan analisiak egitean.
Nahiz eta exekuzio-abiadura sinplea eta azkarra izan (DNA isolatzea arazketa onik egin gabe, anplifikazioa, emaitzak bistaratzea), metodo talde honek emaitzak dokumentatzeko metodo berezi bat erabiltzea eskatzen du: distira egitea poliakrilamidako gelean markatutako (erradioaktiboak edo luminiszenteak) primerekin eta ondoren argia edo material erradioaktiboarekiko esposizioa. Etidio bromuro agarosaren gel bidezko irudi konbentzionala normalean ez da egokia metodo hauetarako tamaina desberdinetako DNA zatien kopuru handi batek bat egin dezake.
Beste metodo batzuek, aitzitik, oso erreproduzigarritasun handiko ezaugarri kopuru txiki bat sortzea ahalbidetzen dute. Talde honek DNA mitokondrialaren haplotipoen azterketa barne hartzen du (Ia eta II haplotipo bi baino ez dira nabarmentzen Errusian), estaltze mota (isolatu gehienak 2 motatan banatzen dira: A1 eta A2, SF auto-emankorrak oso gutxitan aurkitzen dira) eta peptidasaren isozima espektroak (Pep1 eta Pep2 bi loci) , bakoitza bi isozimaz osatua) eta glukosa-6-fosfato isomerasa (Errusian ez dago ezaugarri horren aldakortasunik, nahiz eta munduko beste herrialde batzuetan polimorfismo nabarmena antzeman). Ezaugarri horiek erabiltzea komeni da bildumak aztertzerakoan, eskualdeko eta mundu mailako datu baseak osatzerakoan. DNA mitokondrialaren isozimak eta haplotipoen analisiaren kasuan, posible da batere andui estandarrik gabe egitea, estaltze moten analisian, berriz, estekatze mota ezagunak dituzten bi proba isolatu behar dira.
Erreakzio baldintzek eta erreaktiboek elektrofetetogramako produktuaren kontrastean soilik eragin dezakete; ikerketa mota horietan artefaktuen agerpena nekez da.
Gaur egun, Europako Errusiako zatian populazio gehienak bi estekatze moten anduiek ordezkatzen dituzte (6. taula); horien artean, AD mitokondrialeko Ia eta IIa motako isolatuak daude (munduan aurkitu diren beste mtDNA mota batzuk ez dira Errusian aurkitu 1993tik aurrera). Peptidasa isozimen espektroak Pep1 lokusean bi genotipo irudikatzen dira (100/100, 92/92 eta heterozigoto 92/100, eta 92/92 genotipoa oso arraroa da (% <0,3)) eta bi genotipo Pep 2 lokusean (100/100 , 112/112 eta heterozigotoa 100/112, 112/112 genotipoa 100/100 baino gutxiagotan gertatzen da, baina baita askotan ere).
Ez zen aldakortasunik izan glukosa-6-fosfato isomerasaren isoenzimen espektroan 1993tik aurrera (US-1 lerro klonala desagertu zen); aztertutako isolatu guztiek 100/100 genotipo zuten (Elansky eta Smirnov, 2002).
Hirugarren metodo multzoari esker, erreproduzigarritasun handiko markatzaile independenteen karaktere talde nahikoa lortu daiteke. Gaur egun, talde honek RFLP-RG57 zunda biltzen du, tamaina desberdinetako 25-29 DNA zatiak sortzen dituena. RFLP-RG57 laginak aztertzerakoan eta datu baseak osatzerakoan erabil daiteke. Hala ere, metodo hau aurrekoak baino askoz garestiagoa da, denbora asko behar du eta oso arazten den DNA kopuru nahikoa handia behar du. Hori dela eta, ikertzailea behartuta dago probatutako materialaren bolumena mugatzera.
RFLP-RG57-ren garapenak joan den mendeko 90eko hamarkadaren hasieran nabarmen areagotu zituen tizaren amaierako eragilearen eragileak. "Lerro klonalak" hautatzean eta aztertzean oinarritutako metodoaren oinarria bihurtu zen (ikus beherago). RFLP-RG57rekin batera, estaltze mota, DNA hatz marka (RFLP-RG57 metodoa), peptidasa eta glukosa-6-fosfato isomerasa isoenzimak eta DNA mitokondrialaren mota erabiltzen dira lerro klonalak identifikatzeko. Hari esker erakutsi zen al., 1994), populazio zaharrak beste batzuengatik ordezkatu zirela (Drenth et al, 1993, Sujkowski et al, 1994, Goodwin et al, 1995a) eta munduko herrialde askotan nagusi diren leinu klonalak identifikatu ziren. Metodo hau erabiliz Errusiako anduiak aztertzerakoan Europako zatiko anduien polimorfismo genotipiko handia eta Errusiako Asiako eta Ekialde Urruneko populazioen monomorfismoa erakutsi zuten (Elansky et al, 2001). Eta orain metodo hau nagusiena izaten jarraitzen du P. infestans populazioaren ikerketetan. Hala ere, banaketa zabala eragozten du exekuzioan kostu eta lan-intentsitate nahiko altuak eraginda.
P. infestans ikerketetan oso gutxitan erabiltzen den itxaropentsu beste teknika mikrosatelite bidezko errepikapen (SSR) analisia da. Gaur egun, metodo hau asko erabiltzen da lerro klonalak isolatzeko. Tentsioak aztertzeko, patata barietateetan birulentzia geneak egotea bezalako ezaugarri fenotipikoak (Avdey, 1995, Ivanyuk et al., 2002, Ulanova et al., 2003) eta tomatea oso erabiliak ziren (eta erabiltzen jarraitzen dute). Honezkero, patata barietateekiko birulentzia geneek populazioaren azterketetarako ezaugarri markatzaile gisa galdu dute isolamenduen gehiengo zabalean birulentzia gene kopuru handiena (edo gertu dagoena) agertu delako. Aldi berean, dagokion Ph1 genea daramaten tomate kultiboen T1 birulentzia genea oraindik ere arrakastaz erabiltzen da ezaugarri markatzaile gisa (Lavrova et al., 2003; Ulanova et al., 2003).
Ikerketa askotan fungizida erresistentzia markatzaile gisa erabiltzen da. Ezaugarri hau ez da populazioen azterketetan erabiltzea lerro klonaletan erresistentzia-mutazioak nahiko erraz agertzen direlako fungizidak metalaxil- (edo mefenoxam-) eremuan aplikatu ondoren. Adibidez, erresistentzia mailan alde nabarmenak Sib1 lerro klonalaren barruan erakutsi ziren (Elansky et al., 2001).
Beraz, estaltze mota, peptidasa isozima espektroa, DNA mitokondrial mota, RFLP-RG57, SSR dira datu bankuak sortzeko eta bildumetan tentsioak etiketatzeko markatzaile hobetsiak. Lagin mugatuak alderatzeko, markatzaileen gehienezko funtzio kopurua erabiltzea beharrezkoa bada, AFLP, RAPD, InterSSR, Inter-SINE PCR (5. taula) erabil ditzakezu. Dena den, gogoratu behar da metodo horiek gaizki erreproduzitzen direla, eta banakako esperimentu bakoitzean (anplifikazio elektroforesi zikloa) beharrezkoa dela erreferentziazko zenbait isolamendu erabiltzea.
Taula 5. Tentsioak ikertzeko metodo desberdinen konparaketa P. infestans
irizpide | TS | Isofer poliziak | mtDNA | RFLP-RG57 | RAPD | ISSR | SSR | AFLP | Rev |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Informazio kopurua | Н | Н | Н | С | В | В | С | В | В |
Erreproduzigarritasuna | В | В | В | В | Н | Н | С | С | С |
Artefaktuen aukera | Н | Н | Н | Н | В | С | Н | С | В |
Kostua | Н | С | Н | В | Н | Н | Н | С | Н |
Laneko intentsitatea | Н | Н | Н | В | NS * | NS * | Н | С | NS * |
Analisi abiadura ** | В | Н | Н | С | Н | Н | Н | Н | Н |
Oharra: H - baxua, C - ertaina, B - altua; НС * - lanaren intentsitatea baxua da agarosa gel edo automatikoa erabiltzen denean
genotipatzailea, ertaina - poliakrilamidako gelan destilazio bidez markatutako primerekin,
** - DNA isolatzeko mizelioa hazten emandako denbora kontatu gabe.
Biztanleriaren egitura
Lerro klonalak
Birkonbinaziorik egon ezean edo biztanleriaren egiturari ekarpen hutsala egin ezean, populazioa klon kopuru jakin batek osatzen du, eta horien arteko truke genetikoak oso arraroak dira.
Populazio horietan, informazio gehiago da banako geneen maiztasunak aztertzea, baizik eta jatorri komuna duten lerro klonikoak edo leinu klonalak dituzten eta mutazio puntualetan soilik bereizten diren genotipoen maiztasunak. Tizaren azken patogenoaren populazioen azterketak eta lerro klonalen analisiak nabarmen azkartu dira joan den mendeko 57eko hamarkadan RFLP-RG90 metodoa iritsi zenetik. RFLP-RG57-rekin batera, estekatze mota, peptidasa eta glukosa-6-fosfato isomerasa isoenzimak eta DNA mitokondrialaren mota erabiltzen dira lerro klonalak identifikatzeko. Lerro klonal ohikoenen ezaugarriak 6. taulan agertzen dira.
US-1 klona populazio guztietan nagusi izan zen 80ko hamarkadaren amaierara arte, eta ondoren beste klon batzuengatik ordezkatzen hasi zen eta Europatik eta Ipar Amerikatik desagertu zen. Orain Ekialde Urrunean aurkitzen da (Filipinak, Taiwan, Txina, Japonia, Korea, Koh et al., 1994, Mosa et al, 1993), Afrikan (Uganda, Kenya, Ruanda, Goodwin et al, 1994, Vega-Sanchez et. al., 2000; Ochwo et al., 2002) eta Hego Amerikan (Ekuador, Brasil, Peru, Forbes et al., 1997; Goodwin et al., 1994). Ez da AEB-1 lerroko anduirik identifikatu Australian bakarrik. Dirudienez, P. infestans isolatuak beste migrazio olatu batekin iritsi ziren Australiara (Goodwin, 1997).
US-6 klonak Mexiko iparraldetik Kaliforniara migratu zuen 70eko hamarkadaren amaieran eta patata eta tomateetan epidemia eragin zuen 32 urte gaixotasunik gabe egon ondoren. Erasokortasun handia zela eta, AEB-1 klona ordezkatu zuen eta Estatu Batuetako mendebaldeko kostaldea menperatzen hasi zen (Goodwin et al., 1995a).
US-7 eta US-8 genotipoak 1992an aurkitu ziren Estatu Batuetan eta dagoeneko 1994an oso banatuta zeuden Estatu Batuetan eta Kanadan. Eremu-denboraldi batean zehar, US-8 klonak ia erabat klonatzeko gai da US-1 klona bi klonekin kutsatutako patata lursailetan kontzentrazio berdinean (Miller eta Johnson, 2000).
BC-1 eta BC-4 klonak identifikatu dira Columbia Britainikoan Goodwin et al., 1995b) isolamendu kopuru txikian. US-11 klona asko hedatu zen Estatu Batuetan eta Taiwanen AEB-1 ordeztu zuen. JP-1 eta EC-1 klonak, US-1 klonarekin batera, ohikoak dira Japonian eta Ekuadorren, hurrenez hurren (Koh et al., 1994; Forbes et al., 1997).
SIB-1 Moskuko eskualdetik Sakhalinera lurralde zabal baten gainean nagusitu zen klona da Errusian. Moskuko eskualdean, 1993an aurkitu zen, eta zenbait populazio-lerro lerro klonal honetako anduiek osatzen zuten batez ere, metalaxiloarekiko oso erresistenteak. 1993. urtearen ondoren, klon horren prebalentzia nabarmen murriztu zen. 1997-1998 urteetan Uraletik kanpo, SIB-1 nonahi aurkitu zen, Khabarovsk Lurraldea izan ezik (SIB-2 klona oso hedatuta dago bertan). Estilo mota desberdinak dituzten klonen bereizketa espazialak Siberiako eta Ekialde Urruneko sexu prozesua baztertzen du. Moskuko eskualdean, Siberiarekin alderatuta, populazioa klon askok ordezkatzen dute; ia isolatu guztiek dute anitzeko genotipo bakarra (Elansky et al., 2001, 2015). Aniztasun hori ezin da munduko inportatutako hazi materialekin onddo-anduiak inportatzean soilik inportatu. Bi estekatze motak populazioan gertatzen direnez, baliteke bere aniztasuna birkonbinazioaren ondorioz ere izatea. Horrela, British Columbia-n, BC-2, BC-3 eta BC-4 genotipoen agerpena suposatzen da BC-1 eta US-6 klonen hibridazioaren ondorioz (Goodwin et al., 1995b). Baliteke Moskuko populazioetan andui hibridoak aurkitzea. Adibidez, PEP lokuserako MO-4, MO-8 eta MO-11 anduiak heterozigotoak MO-12, MO-21, MO-22 anduien arteko hibridoak izan daitezke, A2 parekatze mota dutenak eta homozigotoak PEP lokusaren eta tentsioaren alelo baterako. MO-8, A1 estaltze mota duena eta lokuzioaren beste alelo baterako homozigotoa duena. Eta hori horrela bada, eta P. infestans populazio modernoetan sexu prozesuaren papera handitzeko joera dago, orduan klon anitzeko klonen analisiaren informazioaren balioa jaitsi egingo da (Elansky et al., 2001, 2015).
Aldaketa lerro klonaletan
Mendearen 90eko hamarkadara arte, US-20 lerro klonala oso hedatuta zegoen munduan. Eremuko eta eskualdeko populazio gehienak AEB-1 genotipoak dituzten anduiak ziren soilik. Hala ere, isolatuen arteko desberdintasunak ere ikusi ziren, ziurrenik prozesu mutazional batek eraginda. Mutazioak DNA nuklearrean eta mitokondrialean gertatu ziren eta, besteak beste, fenilamida drogekiko erresistentzia maila eta birulentzia gene kopurua eragin zituzten. Mutazioen bidez jatorrizko genotipoetatik bereizten diren lerroak zenbaki gehigarrien bidez adierazten dira jatorrizko genotipoaren izenaren ondorengo puntuaren ondoren (adibidez, US-1 US-1.1 lerro mutantearen US-1 lerro klonala). Hatz-marken ADN lerroak US-1.5 eta US-1.6 tamaina desberdinetako lerro osagarriak dituzte (Goodwin et al., 1995a, 1995b); US-6.3 lerro klonala US-6tik ere desberdina da osagarrizko lerro batez (Goodwin, 1997, 7. taula).
DNA mitokondrialaren ikerketan, US-1 lerro klonalean DNA mitokondrialaren 1b mota bakarrik aurkitzen dela aurkitu zen (Carter et al., 1990). Hala ere, Peruko eta Filipinetako leinu kloniko honen anduien ikerketan aurkitu ziren isolatuen DNA mitokondrial motak 1b-tik bereizten ziren txertaketak eta ezabaketak egonez gero (Goodwin, 1991; Koh et al., 1994).
Taula 6. P. infestans lerro klonal batzuen multilocus genotipoak
Izena | Estaltze mota | Isozimak | ADN hatz markak | MtDNA motakoa | |
GPI | PEP | ||||
US-1 | A1 | 86/100 | 92/100 | 1.0111010110011E + 24 | Ib |
US-2 | A1 | 86/100 | 92/100 | 1.0111010010011E + 24 | - |
US-3 | A1 | 86/100 | 92/100 | 1.0111000000011E + 24 | - |
US-4 | A1 | 100/100 | 92/92 | 1.0111010010011E + 24 | - |
US-5 | A1 | 100/100 | 92/100 | 1.0111010010011E + 24 | - |
US-6 | A1 | 100/100 | 92/100 | 1.0111110010011E + 24 | IIb |
US-7 | A2 | 100/111 | 100/100 | 1.0011000010011E + 24 | Ia |
US-8 | A2 | 100/111/122 | 100/100 | 1.0011000010011E + 24 | Ia |
US-9 | A1 | 100/100 | 83/100 | * | - |
US-10 | A2 | 111/122 | 100/100 | - | - |
US-11 | A1 | 100/111 | 92/100 | 1.0101110010011E + 24 | IIb |
US-12 | A1 | 100/111 | 92/100 | 1.0001000010011E + 24 | - |
US-14 | A2 | 100/122 | 100/100 | 1.0000000000011E + 24 | - |
US-15 | A2 | 100/100 | 92/100 | 1.0001000010011E + 24 | Ia |
US-16 | A1 | 100/111 | 100/100 | 1.0001100010011E + 24 | - |
US-17 | A1 | 100/122 | 100/100 | 1.0100010000011E + 24 | - |
US-18 | A2 | 100/100 | 92/100 | 1.0001000010011E + 24 | Ia |
US-19 | A2 | 100/100 | 92/100 | 1.0101010000011E + 24 | Ia |
EC-1 | A1 | 90/100 | 96/100 | 1.1111010010011E + 24 | IIa |
SIB-1 | A1 | 100/100 | 100/100 | 1.0001000110011E + 24 | IIa |
SIB-2 | A2 | 100/100 | 100/100 | 1.0001000010011E + 24 | IIa |
SIB-3 | A1 | 100/100 | 100/100 | 1.1001010100011E + 24 | IIa |
MO-1 | A2 | 100/100 | 100/100 | 1.0001000110011E + 24 | IIa |
MO-2 | A2 | 100/100 | 100/100 | 1.0001000010011E + 24 | Ia |
MO-3 | A1 | 100/100 | 100/100 | 1.0101000010011E + 24 | IIa |
MO-4 | A1 | 100/100 | 92/100 | 1.0101110110011E + 24 | IIa |
MO-5 | A1 | 100/100 | 100/100 | 1.0001010010011E + 24 | IIa |
MO-6 | A1 | 100/100 | 100/100 | 1.0101010010011E + 24 | Ia |
MO-7 | A1 | 100/100 | 92/100 | 1.0001000110011E + 24 | IIa |
MO-8 | A1 | 100/100 | 92/92 | 1.0101100010011E + 24 | IIa |
MO-9 | A1 | 100/100 | 92/100 | 1.0001000010011E + 24 | IIa |
MO-10 | A1 | 100/100 | 100/100 | 1.0101100000011E + 24 | Ia |
MO-11 | A1 | 100/100 | 92/100 | 1.0101010010011E + 24 | Ia |
MO-12 | A2 | 100/100 | 100/100 | 1.0101010010011E + 24 | Ia |
MO-13 | A1 | 100/100 | 100/100 | 1.0101010000011E + 24 | Ia |
MO-14 | A1 | 100/100 | 100/100 | 1.01010010011E + 22 | Ia |
MO-15 | A1 | 100/100 | 100/100 | 1.101110010011E + 23 | Ia |
MO-16 | A1 | 100/100 | 100/100 | 1.0001000000011E + 24 | IIa |
MO-17 | A1 | 86/100 | 100/100 | 1.0101010110011E + 24 | Ib |
MO-18 | A1 | 100/100 | 100/100 | 1.0101110010011E + 24 | IIa |
MO-19 | A1 | 100/100 | 100/100 | 1.0101010000011E + 24 | IIa |
MO-20 | A2 | 100/100 | 100/100 | 1.0101010000011E + 24 | IIa |
MO-21 | A2 | 100/100 | 100/100 | 1.0101010000011E + 24 | IIa |
Oharra: * - daturik ez.
7. taula. Multilocus genotipoak eta horien mutante lerroak
Izena | Estaltze mota | | DNA hatz markak (RG57) | Oharrak | |
GPI | PEP-1 | ||||
US-1 | A1 | 86/100 | 92/100 | 1011101011001101000110011 | 1. jatorrizko genotipoa |
US-1.1 | A1 | 86/100 | 100/100 | 1011101011001101000110011 | PEPan mutazioa |
US-1.2 | A1 | 86/100 | 92/100 | 1011101010001101000110011 | Mutazioa RG57n |
US-1.3 | A1 | 86/100 | 92/100 | 1011101001001101000110011 | Mutazioa RG57n |
US-1.4 | A1 | 86/100 | 100/100 | 1011101010001101000110011 | Mutazioa RG57 eta PEPn |
US-1.5 | A1 | 86/100 | 92/100 | 1011101011001101010110011 | Mutazioa RG57n |
US-6 | A1 | 100/100 | 92/100 | 1011111001001100010110011 | 2. jatorrizko genotipoa |
US-6.1 | A1 | 100/100 | 92 /92 | 1011111001001100010110011 | PEPan mutazioa |
US-6.2 | A1 | 100/100 | 92/100 | 1011101001001100010110011 | Mutazioa RG57n |
US-6.3 | A1 | 100/100 | 92/100 | 1011111001011100010110011 | Mutazioa RG57n |
US-6.4 | A1 | 100/100 | 100/100 | 1011011001001100010110011 | Mutazioa RG57 eta PEPn |
US-6.5 | A1 | 100/100 | 92/100 | 1011111001001100010010011 | Mutazioa RG57n |
BR-1 | A2 | 100/100 | 100/100 | 1011101000001100001111011 | 3. jatorrizko genotipoa |
BR-1.1 | A2 | 100/100 | 100/100 | 1010101000001100001110011 | Mutazioa RG57n |
Isozimen espektroetan ere aldaketak daude. Oro har, entzima honentzat hasieran heterozigotoa den organismo bat homozigoto bihurtzearen ondorioz sortzen dira. 1993an, tomate-fruituetan, US-1erako ohiko ezaugarriak zituen tentsio bat identifikatu genuen: RG57 hatz marka, mitokondriako ADN mota eta glukosa-86-fosfatizomerasarako 100/6 genotipo, baina homozigotoa zen (100/100) lehen peptidasa lokusaren ordez. lerro klonal honetako 92/100 heterozigoto tipikoa. Tentsio horren genotipoari MO-17 izena jarri diogu (6. taula). US-1.1 eta US-1.4 mutante lerroak US-1etik ere desberdintzen dira lehen peptidasa lokusean egindako mutazioengatik (7. taula).
Patata eta tomate barietateen birulentzia gene kopuruan aldaketak eragiten dituzten mutazioak nahiko ohikoak dira. US-1 lerro klonalaren isolamenduen artean adierazi ziren Herbehereetako (Drenth et al., 1994), Peru (Goodwin et al., 1995a), Polonia (Sujkowski et al., 1991), Ipar Amerika iparraldeko populazioetan (Goodwin et al., ., 1995b). Patata birulentziaren gene kopuruan desberdintasunak ere antzeman ziren Kanadan eta Estatu Batuetan US-7 eta US-8 lerro klonalen isolatuen artean (Goodwin et al., 1995a), Errusiako Asiako zatian SIB-1 lerroaren isolatuen artean (Elansky et al, 2001 ).
Fenilamidaren aurkako erresistentzia mailetan desberdintasun handiak zituzten isolatuak identifikatu ziren eremu monoklonaleko populazioetan, guztiak Sib-1 lerro klonalari zegozkionak (Elansky et al, 2001, 1. taula). US-1 lerro klonalaren ia tentsio guztiak oso sentikorrak dira metalaxiloarekiko; hala ere, lerro honen erresistentzia handiko isolatuak Filipinetan (Koh et al., 1994) eta Irlandan (Goodwin et al., 1996) isolatu ziren.
P. infestans populazio modernoak
Erdialdeko Amerika (Mexiko)
Mexikoko P. infestans populazioa munduko beste populazioetatik oso desberdina da, batez ere bere kokapen historikoa dela eta. Populazio honen eta Phytophthora kladaren inguruko P. infestans espezieen inguruko ikerketa ugarik eta Solanum generoko bertako espezieek ondorioztatu zuten Mexikoko erdialdean patogenoaren bilakaera landare ostalarien bilakaerarekin batera gertatu zela eta birkonbinazio sexualarekin lotu zela (Grünwald, Flier , 2005). Bi estekatze motak populazioan irudikatzen dira, eta proportzio berdinetan, eta oosporak lurrean, patateen landare eta tuberkuluetan eta basatiarekin erlazionatutako Solanum espezieetan populazioan sexu prozesua dagoela berresten da (Fernández-Pavía et al., 2002). Toluca Harana eta inguruetan egin berri diren ikerketek (patogenoaren ustezko jatorrizko zentroa) baieztatu dute P. infestans-en tokiko populazioaren aniztasun genetiko handia (134 lagineko lagin batean 176 multilocus genotipo) eta eskualdean hainbat subpopulazio bereizi (Wang et al., 2017). Desberdintasun horretan laguntzen duten faktoreak honako hauek dira: Mexiko erdialdeko goi-mendietako ezaugarrien azpipopulazioen banaketa espaziala, ibar eta mendietan erabiltzen diren laborantza baldintzen eta patata barietateen desberdintasunak eta ostalari alternatibo gisa joka dezaketen Solanum espezie basati tuberkularren presentzia (Fry et al. ., 2009).
Hala ere, kontuan hartu behar da Mexikoko iparraldean P. infestans populazioak klonikoak direla eta Ipar Amerikako populazioen antzekoak direla, eta horrek genotipo berriak direla esan dezake (Fry et al., 2009).
Ipar Amerikan
P. infestans Ipar Amerikako populazioek oso egitura sinplea izan dute beti eta haien izaera klonala mikrosatelite analisia erabili baino askoz lehenago ezarri zen. 1987. urtera arte, Estatu Batuetan eta Kanadan US-1 lerro klonala nagusitu zen (Goodwin et al., 1995). 70eko hamarkadaren erdialdean, metalaxilean oinarritutako fungizidak agertu zirenean, klon hori Mexikotik migratu zuten beste genotipo erresistenteago batzuekin ordezkatzen hasi zen (Goodwin et al., 1998). 90eko hamarkadaren amaieran. US-8 genotipoak Estatu Batuetako US-1 genotipoa erabat ordezkatu zuen eta pataten lerro klonal nagusi bihurtu zen (Fry et al., 2009; Fry et al., 2015). Egoera desberdina zen tomateekin, etengabe lerro klonal ugari baitzituzten, eta haien osaera urtez urte aldatu zen (Fry et al., 2009).
2009an, Amerikako Estatu Batuetan izugarrizko izurritearen epidemia sortu zen tomateen gainean. Pandemia honen ezaugarria Estatu Batuetako ipar-ekialdeko leku askotan ia aldibereko agerpena izan zen, eta lorategi-zentro handietan kutsatutako tomate-landareak salmenta masiboekin lotzen zirela gertatu zen (Fry et al., 2013). Laborantza galerak izugarriak izan ziren. Kaltetutako laginen mikrosatelite analisiak agerian utzi zuen pandemia-tentsioa US-22 A2 motako estalketa lerro klonala zela. 2009an, genotipo honen kuota P. infestans estatubatuar populazioan% 80ra iritsi zen (Fry et al., 2013). Hurrengo urteetan, AEB-23 (batez ere tomateen gainean) eta US-24 (patataren gainean) genotipo oldarkorren proportzioa etengabe handitu zen populazioan, hala ere, 2011tik aurrera, AEB-24en detekzio-tasa nabarmen jaitsi zen eta gaur egun arte, patogenoen populazioaren% 90 inguru. Estatu Batuak AEB-23 genotipoaren ordezkari dira (Fry et al., 2015).
Kanadan, Estatu Batuetan bezala, 90eko hamarkadaren amaieran. US-1 genotipo nagusia US-8-k ordezkatu zuen, eta haren posizio nagusia 2008. urtera arte aldatu gabe egon zen 2009-2010 urteetan. Kanadan, kutsatutako tomate plantulen salmentarekin lotutako berantiar izurrite epidemiak larriak izan ziren, baina US-23 eta US-8 genotipoek eragin zituzten (Kalischuk et al., 2012). Genotipo horien bereizketa geografiko argia nabarmena izan zen: AEB-23 nagusitu zen Kanadako mendebaldeko probintzietan (% 68), eta AEB-8 nagusitu zen ekialdeko probintzietan (% 83). Hurrengo urteetan, AEB-23 ekialdeko eskualdeetara hedatu zen; hala ere, orokorrean, biztanleriaren parte-hartzea zertxobait murriztu zen herrialdean US-22 eta US-24 genotipoak agertu zirenaren aurrean (Peters et al., 2014). Orain arte, AEB-23k posizio nagusia mantentzen du Kanada osoan; AEB-8a British Columbia-n dago, eta AEB-23 eta AEB-24, berriz, Ontario-n (Peters, 2017).
Beraz, P. infestans Ipar Amerikako populazioak lerro klonalak dira batez ere. Azken 40 urteetan detektatutako genotipo klonalen kopurua 24ra iritsi da. Nahiz eta bi estekatze mota horien anduiak populazioan egon, sexu birkonbinazioaren ondorioz genotipo berriak agertzeko probabilitatea nahiko baxua izaten jarraitzen du. Hala ere, azken 20 urteetan populazio konbinante iragankorren agerpenaren hainbat kasu erregistratu dira (Gavino et al., 2000; Danies et al., 2014; Peters et al., 2014), eta, kasu batean, gurutzatzearen emaitza US-11 genotipoa izan zen. , urte askotan Ipar Amerikan errotuta egon zena (Gavino et al., 2000). 2009ra arte, populazioen egituran aldaketak genotipo berri eta oldarkorragoen agerpenarekin lotzen ziren, ondorengo migrazioarekin eta aurretik nagusi ziren aurrekoen desplazamenduarekin. 2009-2010ean gertatutakoa AEBetan eta Kanadan, epifitotikak lehen aldiz erakutsi zuen globalizazioaren garaian gaixotasunaren agerraldiak genotipo berrien hedapen aktiboarekin lotu daitezkeela kutsatutako landaketa materiala saltzerakoan.
Hego Amerika
Orain dela gutxi arte, P. infestans Hego Amerikako populazioen ikerketak ez ziren ez erregularrak ez eskala handikoak. Jakina da populazio horien egitura nahiko erraza dela eta herrialde bakoitzeko 1-5 leinu klonal biltzen dituela (Forbes et al., 1998). Beraz, 1998rako US-1 (Brasil, Txile) BR-1 (Brasil, Bolivia, Uruguai, Paraguai), EC-1 (Ekuador, Kolonbia, Peru eta Venezuela), AR-1, AR genotipoak patatetan aurkitu ziren -2, AR-3, AR-4 eta AR-5 (Argentina), PE-3 eta PE-7 (Peru hegoaldea). A2 motako estaltzea Brasilen, Bolivian eta Argentinan zegoen eta ez zen aurkitu Bolivia-Peruko mugatik haratago Titicaca lakuaren eremuan, eta horren atzean EC-1 A1 genotipoa nagusi zen Andeetan. Tomateetan, AEB-1 Hego Amerika osoan genotipo nagusia izaten jarraitu zuen.
Egoerak gutxi gora behera iraun zuen 2000ko hamarkadan. Puntu garrantzitsu bat A2 motako EC-2 linea kloniko berri bat aurkitzea izan zen Iparraldeko Andeetako pataten senide basatietan (S. brevifolium eta S. tetrapetalum) (Oliva et al., 2010). Azterketa filogenetikoek erakutsi dute lerro hau ez dela P. infestans-en erabat berdina, nahiz eta harekin lotura estua izan, horrekin batera proposatzea proposatu zen, baita beste lerro bat ere, EC-3, Andeetan hazten den S. betaceum tomate zuhaitzetik isolatuta. P. andina izeneko espezie berria; hala ere, espezie honen egoera (espezie independentea edo oraindik ere ezezagunak diren lerro batzuk dituzten P. infestans hibridoa) oraindik ez dago argi (Delgado et al., 2013).
Gaur egun, P. infestans Hego Amerikako populazio guztiak klonalak dira. Bi estekatze motak egon arren, ez da populazio birkonbinatzailerik identifikatu. Tomateetan, AEB-1 genotipoa nonahikoa da, dirudienez patatetatik tokiko anduiek lekuz aldatzen dute, oraindik jatorri zehatza ezezaguna da. Brasilen, Bolivian eta Uruguaian BR-1 genotipoa dago; Perun, AEB-1 eta EC-1ekin batera, bertako beste hainbat genotipo daude. Andeetan, EC-1 lerro klonalak mantentzen du posizio nagusia, eta duela gutxi aurkitu den P. andina-rekin duen harremana ezezaguna da. 2003-2013 aldirako leku "ezegonkor" bakarra. biztanleriaren aldaketa nabarmenak izan ziren, Txile bihurtu zen (Acuña et al., 2012), non 2004-2005 urteetan. populazio patogenoak metalaxiloarekiko erresistentzia eta mitokondrioko DNA haplotipo berria izan zituen ezaugarri nagusi (Ia aurreko Ib-aren ordez). 2006tik 2011ra biztanleriaren kasuan, 21. genotipoa (SSRren arabera) nagusitu zen, eta horren portzentaia% 90era iritsi zen, eta ondoren palma 20. genotipora pasatu zen, hurrengo bi urteetan agerraldi maiztasuna% 67 inguru mantendu zen (Acuña, 2015).
Europan
Europaren historian, P. infestansen migrazio olatuen bi olatu izan dira gutxienez Ipar Amerikatik: XIX. (HERB-1) eta XX. Mendearen hasieran (AEB-1). 70. hamarkadan metalaxil duten fungiziden banaketa nonahikoa. US-1 genotipo nagusiaren lekualdatzea eta genotipo berriekin ordezkatzea ekarri zuen. Ondorioz, Europako Mendebaldeko herrialde gehienetan patogenoaren populazioak zenbait lerro klonalen bidez irudikatzen ziren batez ere.
Patogenoen populazioak aztertzeko mikrosatelite analisiaren erabilerak Europako Mendebaldean 2005-2008 urteetan gertatutako aldaketa larriak identifikatzea ahalbidetu zuen. 2005ean, Erresuma Batuan linea kloniko berri bat aurkitu zen, 13_A2 (edo "Urdina 13") izenekoa eta A2 estaltze motaren ezaugarria. , fenilamidekiko erasokortasun eta erresistentzia handia (Shaw et al., 2007). Genotipo bera aurkitu zen 2004an Herbehereetan eta Frantzia iparraldean bildutako laginetan, Europako kontinentaletik Erresuma Batura migratu zela iradokiz, baliteke hazi patatarekin (Cooke et al., 2007). Lerro kloniko honen ordezkarien genomaren azterketak bere sekuentziaren polimorfismo maila altua erakutsi zuen (2016rako, bere aldakuntza subklonalen kopurua 340ra iritsi zen) eta gene adierazpen mailan aldakuntza maila nabarmena, barne. gene efektoreak landareen infekzioan (Cooke et al., 2012; Cooke, 2017). Ezaugarri hauek, fase biotrofikoaren iraupena handitzearekin batera, 13_A2-ren oldarkortasuna eta kutsadura berantiarraren aurkako patata barietateak ere kutsatzeko gaitasuna eragin dezakete.
Hurrengo urteetan, genotipoa azkar hedatu zen Ipar-mendebaldeko Europako herrialdeetan (Britainia Handia, Irlanda, Frantzia, Belgika, Herbehereak, Alemania) lehenago nagusi ziren 1_A1, 2_A1, 8_A1 genotipoen aldibereko desplazamenduarekin (Montarry et al., 2010; Gisi et al. , 2011; Van den Bosch et al., 2011; Cooke, 2015; Cooke, 2017). Www.euroblight.net webgunearen arabera, herrialde horietako populazioetan 13_A2ren kuota% 60-80 eta gehiagora iritsi zen; genotipo honen presentzia Europako ekialdeko eta hegoaldeko zenbait herrialdetan ere erregistratu da. Hala ere, 2009-2012 urteetan. 13_A2-k bere posizio menderatzailea galdu zuen Britainia Handian eta Frantzian, 6_A1 lerroa lortuz (8_A1 Irlandan), eta Herbehereetan eta Belgikan zati batean 1_A1, 6_A1 eta 33_A2 genotipoek ordezkatu zuten (Cooke et al., 2012; Cooke, 2017; Stellingwerf, 2017).
Orain arte, P. infestans mendebaldeko Europako biztanleriaren% 70 inguru monoklonala da. Www.euroblight.net webgunearen arabera, Europako ipar-mendebaldeko herrialdeetako genotipo nagusiak (Erresuma Batua, Frantzia,
Herbehereak, Belgika) 13_A2 eta 6_A1 proportzio berdinean jarraitzen dute, azken hori ia ez da zehaztutako eskualdetik kanpo aurkitzen (Irlanda izan ezik), baina dagoeneko gutxienez 58 azpiklona ditu (Cooke, 2017). 13_A2 aldaerak Alemanian kopuru nabarmenetan daude, eta noizean behin behatzen dira Europako Erdialdeko eta Hegoaldeko herrialdeetan. 1_A1 genotipoak Belgikako eta hein batean Herbehereetako eta Frantziako populazioen zati handi bat osatzen du. 8_A1 genotipoa egonkortu egin da Europako biztanleriaren% 3-6 mailan, Irlandan izan ezik, non bere lehen postua mantentzen duen eta bi azpiklonetan banatuta dagoen (Stellingwerf, 2017). Azkenean, 2016an, 36_A2 eta 37_A2 genotipo berrien agerpen maiztasuna handitu egin zela adierazi zen, 2013-2014an lehen aldiz erregistratuta; orain arte, genotipo horiek Herbehereetan eta Belgikan eta hein batean Frantzian eta Alemanian daude, baita Britainia Handiko hegoaldean ere (Cooke, 2017). Mendebaldeko Europako biztanleriaren% 20-30 gutxi gorabehera urtero genotipo bakarrak ordezkatzen ditu.
Mendebaldeko Europan ez bezala, 13_A2 genotipoa agertu zenerako, Europako Iparraldeko populazioak (Suedia, Norvegia, Danimarka, Finlandia) ez zeuden lerro klonalen bidez, baizik eta genotipo bakarrak ugari (Brurberg et al.,
2011). 13_A2 Mendebaldeko Europan aktiboki hedatu zen garaian, genotipo honen presentzia Eskandinavian ez zen adierazi 2011 arte, Ipar Jutlandian (Danimarka) aurkitu zenean, batez ere patata barietate industrialak metalaxil duten erabilera aktiboarekin hazten diren arte. fungizidak (Nielsen et al., 2014). Www.euroblight.net-en arabera, 13an Norvegia eta Danimarkako hainbat laginetan 2_A2014 genotipoa eta 2016an Norvegiako hainbat lagin ere antzeman ziren; gainera, 2013an, Finlandian 6_A1 genotipoaren presentzia kopuru txikian zegoela adierazi zen. Eskandinavia konkistatzerakoan 13_A2 eta beste lerro klonal batzuek huts egitearen arrazoi nagusia eskualde honetako mendebaldeko Europako herrialdeekiko klima-desberdintasunak direla uste da.
Uda freskoek eta negu hotzek mizelio begetatiboa baino oosporeen biziraupenean izateaz gain (Sjöholm et al., 2013), lurzoruak neguan izozteak (normalean Mendebaldeko Europako herrialde epeletan gertatzen ez dena) oosporak ernetzea eta landatzea sinkronizatzen laguntzen du. patata, horrek infekzio primarioen iturri gisa duen papera hobetzen du (Brurberg et al., 2011). Kontuan izan behar da, iparraldeko baldintzetan, oosporeetatik sortutako infekzioak garuneko infekzioa gainditzen duela, azkenean are erasokorragoak, baina geroago garatutako lerro klonalen nagusitasuna eragozten duena (Yuen, 2012). P. infestans populazio aztertuenen egitura Europako ekialdean (Polonia, Baltikoko estatuak) Eskandinaviakoaren oso antzekoa da.
Bi estekatze mota ere hemen daude, eta SSR analisiak zehazten dituen genotipo gehienak bakarrak dira (Chmielarz et al., 2014; Runno-Paurson et al., 2016). Ipar Europan bezala, lerro klonalen banaketak (nagusiki 13_A2 genotipoarenak) ia ez zuen eraginik izan patogenoaren tokiko populazioetan, aniztasun maila altua mantentzen baitute lerro nagusi nabarmenik ez egotearekin.
13_A2 presentzia da noizean behin patata barietate komertzialak dituzten soroetan. Errusian, egoera antzera garatzen ari da. 2008-2011 urteetan bildutako P. infestans isolatuen mikrosatelite analisia Europako Errusiako 10 eskualde desberdinetan, aniztasun genotipiko handia erakutsi zuten eta erabateko kasualitate falta Europako lerro klonalekin (Statsyuk et al., 2014). Zenbait urte geroago, 2013-2014 urteetan Leningrad eskualdean jasotako P. infestans laginen ikerketak haien eta aurreko ikerketan identifikatutako eskualde horretako genotipoen arteko desberdintasun nabarmenak erakutsi zituen. Bi ikerketetan, mendebaldeko Europako genotipoak ez ziren aurkitu (Beketova et al., 2014; Kuznetsova et al., 2016).
P. infestans ekialdeko Europako populazioen dibertsitate genetiko handia eta horietan lerro klonal menderatzailerik ez egotea hainbat arrazoirengatik izan daiteke. Lehenik eta behin, Europako iparraldean bezala, kontuan hartutako herrialdeetako baldintza klimatikoek oosporak sortzen laguntzen dute infekzio iturri nagusi gisa (Ulanova et al., 2010; Chmielarz et al., 2014). Bigarrenik, herrialde horietan ekoizten den patataren proportzio esanguratsua ustiategi pribatu txikietan hazten da, askotan basoz inguratuta edo material infekziosoaren joan-etorri askerako beste oztopo batzuekin (Chmielarz et al., 2014). Oro har, baldintza horietan hazitako patatak ez dira ia produktu kimikoekin tratatzen, eta barietateak aukeratzerakoan, berandututako kutsaduraren erresistentzian oinarritzen da. ez dago presio selektiborik agresibitatearen eta metalaxiloaren aurkako erresistentzia lortzeko, eta horrek genotipo erresistenteak, hala nola 13_A2, beste genotipo batzuekiko abantailak kentzen ditu (Chmielarz et al., 2014). Azkenean, lursailen tamaina txikia dela eta, jabeek normalean ez dute uzta biratzen praktikatzen, patatak urte berean leku berean hazten dira eta horrek genetikoki askotariko inokulu bat pilatzen laguntzen du (Runno-Paurson et al., 2016; Elansky, 2015; Elansky et al. ., 2015).
Asia
Orain dela gutxi arte, Asian infestans populazioen egitura nahiko gaizki ulertu zen. Jakina zen batez ere lerro klonalen bidez irudikatzen dela, eta sexu birkonbinaketak genotipo berrien agerpenean duen eragina oso txikia da. Hala, adibidez, 1997-1998 urteetan. Errusiako Asiako zatian (Siberia eta Ekialde Urruna), patogenoen populazioa SIB-1 genotipoaren nagusitasuna duten hiru genotipo baino ez zegoen (Elansky et al., 2001). Patogeno lerro klonalen presentzia erakutsi da Txina, Japonia, Korea, Filipinak eta Taiwan bezalako herrialdeetan (Koh et al., 1994; Chen et al., 2009). US-1 linea klonala Asiako lurralde zabal batean nagusitu zen 90eko hamarkadaren amaieran - 2000ko hamarkadaren hasieran. ia nonahi beste genotipo batzuekin ordezkatzen hasi ziren, eta horrek, aldi berean, berriei bide eman zien. Kasu gehienetan, Asiako herrialdeetako populazioen egituran eta osaeran egindako aldaketak kanpotik genotipo berrien migrazioarekin lotzen ziren. Horrela, Japonian, JP-3 genotipoa izan ezik, AEB-1aren ondoren agertu ziren beste japoniar genotipo guztiek (JP-1, JP-2, JP-3) kanpoko jatorria gutxi gorabehera frogatua dute (Akino et al., 2011) ... Gaur egun Txinan hiru patogeno populazio nagusi daude, banaketa geografiko argiarekin; Populazio horien artean ez dago gene-fluxurik edo oso ahula (Guo et al., 2010; Li et al., 2013b). 13_A2 genotipoa Txinako lurraldean agertu zen hegoaldeko probintzietan (Yunnan eta Sichuan) 2005-2007 urteetan, eta 2012-1014 urteetan. herrialdearen ipar-ekialdean ere ikusi zen (Li et al., 2013b). Indian, ustez 13_A2 Txinan agertu zen aldi berean, ziurrenik kutsatutako hazitako patatekin (Chowdappa et al., 2015) eta 2009-2010 urteetan. kutsadura berantiarraren epifitosi larria eragin zuen tomatearen gainean herrialdearen hegoaldean, ondoren patatetara hedatu zen eta 2014an Mendebaldeko Bengalan kutsadura berriko agerraldia eragin zuen eta horrek bertako nekazari askoren hondamena eta bere buruaz beste egitea eragin zuen (Fry, 2016).
Африка
2008-2010 arte Afrikako herrialdeetan P. infestans-en azterketa sistematikoak ez dira egin. Momentuz, P. infestans Afrikako populazioak bi taldetan bana daitezke, eta banaketa hori Europatik hazi patata inportatzeak duen lotura argia da.
Afrikako iparraldean, Europatik hazi patatak modu inportatuan inportatzen dituena, A2 estaltze mota oso eskualde guztietan dago ordezkatuta, eta horrek sexu birkonbinazioaren ondorioz genotipo berriak agertzeko aukera teorikoa eskaintzen du (Corbière et al., 2010; Rekad et al., 2017). Horrez gain, Aljerian, 13_A2, 2_A1 eta 23_A1 genotipoen presentzia nabarmentzen da horietako lehenengoaren nagusitasun nabarmenarekin, baita genotipo bakarrak proportzioan pixkanaka jaitsi direla erabat desagertu arte (Rekad et al., 2017). Eskualdeko gainerako lurraldeekin alderatuta, Tunisian (herrialdearen ipar-ekialdean izan ezik), patogenoen populazioa A1 estaltze motaren bidez ordezkatzen da batez ere (Harbaoui et al., 2014).
NA-01 lerro klonala da nagusi hemen. Oro har, biztanleriaren lerro klonalen proportzioa% 43koa da soilik. Ekialdeko eta Hegoaldeko Afrikan, hazi inportazioen bolumena oso txikia den heinean (Fry et al., 2009), P. infestans A1 motako lerro klonalez soilik ordezkatuta dago, US-1 eta KE-1, eta bigarrenak lehenengoa patatetan aktiboki desplazatzen du ( Pule et al., 2012; Njoroge et al., 2016). Orain arte, bi genotipo horiek aldaera azpiklonal ugari dituzte.
Australia
Australiako patatei buruzko kutsadura berantiarraren lehen txostena 1907koa da eta lehenengo epifitotia, ustez udako hilabeteetan euri zaparradek eragindakoa, 1909-1911 urteetan gertatu zen. (Drenth et al., 2002). Orokorrean, ordea, heriotzak ez du garrantzi ekonomiko handirik herrialdearentzat. Hezetasun handia ematen duten eguraldi baldintzek eragindako tizka berantiarreko agerraldi esporadikoak 5-7 urtean behin baino gehiagotan gertatzen dira eta Tasmania iparraldean eta Victoria erdialdean kokatzen dira batez ere. Aurrekoarekin lotuta, ia ez dira P. infestans australiarren populazioaren egituraren azterketara bideratutako argitalpenak. Eskuragarri dagoen azken informazioa 1998-2000 bitartekoa da. (Drenth et al., 2002). Egileen arabera, Victoria estatuko populazioa AEB-1.3 leinu klonala zen, eta horrek zeharka baieztatu zuen genotipo honen migrazioa Estatu Batuetatik. Tasmaniako aleak AU-3 gisa sailkatu ziren, garai hartan munduko beste leku batzuetan zeuden genotipoetatik desberdinak.
Errusiako tizaren garapenaren ezaugarriak
Europan, infekzioa gaixorik dauden hazi tuberkuluekin, lurzoruarekin neurtutako oosporeekin eta haizeak iazko soroetan negututako tuberkuluetatik (landare "boluntarioak") hazitako landareetatik ekarritako zoosporangiarekin edo hildako pilekin. tuberkuluak gordetzeko laster-marka. Horietatik, botatako tuberkulu piletan hazitako landareak infekzio iturri arriskutsuenak direla uste da. han, kimatutako tuberkulu kopurua askotan garrantzitsua da, eta zoosporangia distantzia luzeetan eraman daiteke bertatik. Gainerako iturriak (oosporak, landare "boluntarioak") ez dira hain arriskutsuak, zeren ez da ohikoa landare beretan landareak 3-4 urtean behin baino gehiagotan haztea. Gaixotutako hazi tuberkuluetatik kutsatzea ere gutxienekoa da haziaren kalitatea kontrolatzeko sistema ona delako.
Oro har, Europako populazioen inokulu kopurua mugatua da eta, beraz, epidemiaren hazkundea nahiko motela da eta fungizida kimikoak erabiliz kontrolatu daiteke. Europako baldintzetan zeregin nagusia kutsatutako landareetatik zoosporangiaren masa barreiatzea hasten den fasean infekzioen aurkako borroka da.
Errusian egoera erabat ezberdina da. Patata eta tomate laborantza gehiena lorategi pribatu txikietan hazten da; Babes neurriak ez zaizkie batere egiten edo tratamendu fungizidak kopuru nahikotan egiten dira eta tontorrean berotegi berdea agertu ondoren hasten dira. Ondorioz, baratze pribatuek infekzio iturri nagusi gisa jokatzen dute, eta hortik zoosporangiak haizeak eramaten ditu landaketa komertzialetara. Hori baieztatzen dute Mosku, Bryansk, Kostroma, Ryazan eskualdeetan egin ditugun behaketa zuzenek: lorategi pribatuetako landareen kalteak behatzen dira landaketa komertzialen tratamendu fungizidak hasi aurretik ere. Ondoren, eremu handietako epidemia oztopatzen da prestakuntza fungizidak erabiltzearen ondorioz, lorategi pribatuetan, berriz, tizaren berandu garatzen da.
Landaketa komertzialen tratamendu okerrak edo "aurrekontukoak" diren kasuetan, sutondo berantiarraren fokuak agertzen dira soroetan; geroago aktiboki garatzen ari dira, gero eta eremu handiagoak estaltzen (Elansky, 2015). Lorategi pribatuetako infekzioak eragin nabarmena izaten ari da eremu komertzialetako epidemietan. Errusiako patata hazten duten eskualde guztietan, patatak lorategi pribatuetan hartzen duen azalera ekoizle handien soroen azalera baino hainbat aldiz handiagoa da. Ingurune horretan, baratze pribatuak merkataritza alorretarako inokulu baliabide global gisa ikus daitezke. Saia gaitezen lorategi pribatuetako andui genotipoen ezaugarri diren propietateak identifikatzen.
Haziak landatu eta berrogeialdiko patata ontziak kontrolatzea, atzerriko ekoizle zalantzagarriengandik lortutako tomate haziak, epe luzean patata eta tomatea landatzea eremu berdinetan, fungizida okerreko tratamenduak edo erabat ez egoteak sektore pribatuan epifitotia larriak eragiten dituzte, emaitza doakoa da. zeharkatzea, hibridazioa eta oosporak eratzea lorategi pribatuetan. Ondorioz, patogenoaren aniztasun genotipiko oso altua ikusten da, ia tentsio guztiak bere genotipoan bakarrak direnean (Elansky et al., 2001, 2015). Hainbat jatorri genetiko hazi patata landatzeak nekez sortuko du edozein barietate erasotzeko espezializatutako lerro klonalik. Kasu horretan hautatutako anduiak aldakortasunagatik bereizten dira kaltetutako barietateekin alderatuta. Gehienek birulentzia gene gehienen kopurua gertu dute. Hau oso ezberdina da nekazaritza-enpresetako eremu handietan tipikoa denez, berotegiaren aurkako babes sistema behar bezala instalatuta duten nekazaritzako enpresa handietan. "Lerro klonalak" (eremuan kutsu berantiarreko patogenoaren andui guztiak genotipo bat edo gehiago agertzen direnean) nonahikoak dira patata hazkuntza ustiategi handiek bakarrik egiten duten herrialdeetan: AEB, Herbehereak, Danimarka, etab. Ingalaterran, Irlandan, Polonian, non etxeko lursailak ere tradizionalki hedatuta dauden. patata hazten denean, lorategi pribatuetan ere aniztasun genotipiko handiagoa dago. Mendearen amaieran, "lerro klonalak" oso hedatuta zeuden Errusiako Asiako eta Ekialde Urruneko zatietan (Elansky et al., 20), itxuraz patata barietate berak landatzeko esklusiboki erabiltzearen ondorioz gertatzen baita. Berriki, eskualde horietako egoera ere aldatzen hasi zen populazioen aniztasun genotipikoa areagotzeko.
Prestakin fungizidekin tratamendu intentsiborik ez izateak beste ondorio zuzena du: lorategietan ez dago tentsio erresistenterik pilatzerik. Izan ere, gure emaitzek erakusten dute metalaxilarekiko erresistenteak diren anduiak nabarmen gutxiago aurkitzen direla lorategi pribatuetan landaketa komertzialetan baino.
Patata- eta tomate-landaketen gertutasunak, lorategi pribatuetarako ohikoa denez, labore horien arteko anduien migrazioa errazten du. Horren ondorioz, azken hamarkadan, patatatik isolatutako anduen artean, genea gerezi tomateen (T1) barietateekiko erresistentzia lortzeko genea duten proportzioa da. tomatea "anduiak. T1 genea duten anduiak kasu gehienetan oso erasokorrak dira patatekin nahiz tomateekin.
Azken urteetan, tomatearen kutsadura berantiarra patatetan baino lehenago agertzen hasi zen kasu askotan. Tomate-landareak lurzoruko oosporak edo tomate-hazietan dauden edo hauei atxikitako oosporak har ditzakete (Rubin et al., 2001). Azken 15 urteetan, ontziratutako hazi merkeak, batez ere inportatuak, agertu dira dendetan, eta ekoizle txiki gehienak erabiltzera aldatu dira. Haziek hazten dituzten eskualdeetako genotipoak dituzten anduiak ekar ditzakete. Etorkizunean, genotipo horiek lorategi pribatuetako sexu prozesuan sartuko dira eta horrek genotipo guztiz berriak agertzea dakar.
Horrela, esan daiteke baratze pribatuak mundu osoko "lapikoa" direla, eta bertan, material genetikoa trukatzearen ondorioz, dauden genotipoak prozesatu eta guztiz berriak agertzen dira. Aldi berean, hautaketa ustiategi handietan patatetarako sortutakoetatik oso desberdinak diren baldintzetan gertatzen da: prentsa fungizida ez egotea, landaketen barietate uniformetasuna, birusen eta bakterioen infekzio mota desberdinen eraginpean dauden landareen nagusitasuna, tomateen eta gau ilunabar basatien hurbiltasuna, zeharkaldi aktiboa eta ososporeen eraketa, aukera oosporak hurrengo urtean infekzio iturri gisa jokatzeko.
Horrek guztiak patioko populazioen aniztasun genotipiko oso altua eragiten du. Baratzeetako epifitotikoen baldintzetan, kutsadura berantiarra oso azkar hedatzen da eta espora kopuru izugarriak askatzen dira, inguruko merkataritza landaketetara hegan eginez. Hala ere, merkataritza-arloetan nekazaritza-teknologiaren eta babes kimikoaren sistema egokiarekin sartu ondoren, iritsi diren esporek ia ez dute aukerarik izan eremuan epifitotikoak hasteko, hau da, fungizidekiko erresistenteak diren eta landatutako barietateari espezializatutako lerro klonalik ez dagoela eta.
Inokulu primarioaren beste iturri bat hazi komertzialetan harrapatutako tuberkuluak izan daitezke. Tuberkulu horiek, normalean, nekazaritza teknologia oneko eta babes kimiko intentsiboko soroetan hazten ziren. Tuberkuluak ukitzen zituzten isolatuen genotipoak beren barietate propioaren garapenera egokitzen dira. Tentsio horiek nabarmen arriskutsuagoak dira landaketa komertzialerako lorategi pribatuetatik sortutako inokuluak baino. Gure ikerketaren emaitzek ere uste hori onartzen dute. Kimika modu egokian babestuta eta nekazaritza teknologia onarekin soro handietatik isolatutako populazioak ez dira aniztasun genotipiko handian bereizten. Askotan, oso erasokorrak diren hainbat lerro klonal dira.
Hazien material komertzialetik ateratako zuriak baratzeetako populazioetan sar daitezke eta haietan gertatzen ari diren prozesuetan parte hartu. Hala ere, baratze batean, haien lehiakortasuna merkataritza arloan baino askoz txikiagoa izango da, eta laster lerro klonal baten moduan izateari utziko diote, baina haien geneak "lorategian" populazioan erabil daitezke.
Landare "boluntarioen" eta uztean botatako tuberkulu piloen artean sortzen den infekzioa ez da hain garrantzitsua Errusiarentzat, zeren eta Errusiako patata hazten duten eskualde nagusietan neguko lurzoruaren izozte sakona antzematen da eta lurzoruan negu egin duten tuberkuluetako landareak oso gutxitan garatzen dira. Gainera, gure esperimentuek erakusten duten bezala, tizenaren patogeno berantiarrak ez du tenperatura negatiboetan irauten, bideragarritasuna mantendu duten tuberkuluetan ere. Inguru idorrean, patata goiztiarrak lantzen diren lekuan, kutsadura berantiarra nahiko arraroa da hazkuntza sasoi lehor eta beroa dela eta.
Horrela, gaur egun P. infestans populazioak "soro" eta "lorategi" populazioetan banatzen ari direla ikusten ari gara. Hala ere, azken urteotan, populazio horietako genotipoen konbergentzia eta barneratzea eragiten duten prozesuak ikusi dira.
Horien artean, nabarmentzen da ekoizle txikien alfabetatzearen hazkunde orokorra, hazitako patata pakete txikien merkea agertu dela, prestakuntza fungizidak pakete txikietan zabaldu direla eta biztanleriaren "kimikari" beldurra galdu zaiola.
Egoerak sortzen dira, hornitzaile baten jarduera biziari esker, herri osoak barietate bereko hazien tuberkuluak landatzen direnean eta pestizida bereko pakete txikiekin hornitzen direnean. Pentsa daiteke inguruko landaketa komertzialetan barietate bereko patatak aurkituko direla.
Bestalde, pestizidak merkaturatzeko enpresa batzuk tratamendu kimikoko "aurrekontuko" eskemak sustatzen ari dira. Kasu honetan, gomendatutako tratamenduen kopurua gutxiesten da eta fungizida merkeenak eskaintzen dira, eta ez da azpimarratzen gailurra moztu arte tizona berantiarra garatzea saihesten, baizik eta epifitotipoen atzerapenen bat lortzen da etekina handitzeko. Eskema horiek ekonomikoki justifikatzen dira kalifikazioa txikiko hazi-materialarekin patata ontziak hazten direnean, printzipioz etekin handia lortzea zalantzarik ez dagoenean. Hala ere, kasu honetan, lorategietako populazioekin alderatuta, patataren aurrekari genetiko berdinduak arraza fisiologiko zehatzak hautatzen laguntzen du, barietate honetarako oso arriskutsuak direnak.
Orokorrean, patata ekoizteko "lorategia" eta "landa" metodoen konbergentziarako joerak nahiko arriskutsuak iruditzen zaizkigu. Horien ondorio negatiboak prebenitzeko, etxeko zein merkataritzako sektoreetan, beharrezkoa izango da hazi patataren sorta eta jabe pribatuei ontzi txikietan eskainitako fungizida sorta kontrolatzea, baita patata babesteko eskemak eta merkataritza sektorean fungizidak erabiltzea ere.
Sektore pribatuko arloetan, ez da berantiarra ez ezik Alternaria ere garatzen. Etxeko lursail pribatuen jabe gehienek ez dute neurri berezirik hartzen Alternariaren aurka babesteko, Alternariaren garapena gailurretako zimurtze naturalarekin edo tizaren berantiarren garapenarekin nahastuz. Hori dela eta, Alternaria barietate sentikorren garapen masiboarekin batera, etxeko lursailak inokulu iturri izan daitezke landaketa komertzialetarako.
Aldakortasunaren mekanismoak
Mutazio prozesua
Mutazioak gertatzea ausazko prozesua denez, maiztasun baxua duena, edozein lekutan mutazioak gertatzea locus horren mutazio maiztasunaren eta populazioaren tamainaren araberakoa da. P. infestans anduien mutazioen maiztasuna aztertzerakoan, mutageno kimiko edo fisikoekin tratatu ondoren elikagai euskarri selektiboetan hazitako koloni kopurua zehaztu ohi da. 8. taulan aurkeztutako datuetatik ikus daitekeenez, leku desberdinetan tentsio beraren mutazio-maiztasuna magnitude-ordena desberdinen arabera alda daiteke. Metalaxiloarekiko erresistentziaren mutazioen maiztasun handia naturan erresistenteak diren tentsioak pilatzearen arrazoietako bat izan daiteke.
Bat-bateko edo eragindako mutazioen maiztasuna, laborategiko esperimentuen arabera kalkulatuta, ez dator bat beti populazio naturaletan gertatzen diren prozesuekin, arrazoi hauengatik:
1. Fisio nuklear asinkronoekin ezinezkoa da belaunaldi nuklear bakoitzeko mutazioen maiztasuna kalkulatzea. Hori dela eta, esperimentu gehienek mutazioen maiztasunari buruzko informazioa soilik ematen dute, bi mutazio gertakari eta mitosiaren ondorengo gertaera bat bereiztu gabe.
2. Urrats bakarreko mutazioek genomaren oreka murrizten dute normalean, beraz, propietate berria eskuratzearekin batera, organismoaren egokitasun orokorra gutxitzen da. Esperimentalki lortutako mutazio gehienek erasokortasun txikiagoa dute eta ez dira populazio naturaletan erregistratzen. Beraz, P. infestans mutanteek fenilamida fungizidekiko duten erresistentzia mailaren eta hazkunde tasa bitarteko artifizialean batez besteko (-0,62) arteko korrelazio koefizientea eta patata hostoen fungizidekiko eta erasokortasunaren aurkako erresistentzia (-0,65) (Derevyagina et al. , 1993), mutanteen egoera fisikoa baxua dela adierazten duena. Dimetomorfoarekiko erresistentziaren mutazioek bideragarritasunaren beherakada handia izan zuten (Bagirova et al., 2001).
3. Bat-bateko eta eragindako mutazio gehienak atzerakorrak dira eta ez dira fenotipikoki agertzen esperimentuetan, baina populazio naturalen aldakortasun erreserba ezkutua osatzen dute. Laborategiko esperimentuetan isolatutako andui mutanteek mutazio dominante edo erdi dominatzaileak dituzte (Kulish eta Dyakov, 1979). Antza denez, diploidia nuklearrak aurrez erresistenteak ziren barietateetan birulenteak diren UV irradiazioaren eraginez mutanteak lortzeko saiakera arrakastatsuak azaltzen ditu (McKee, 1969). Egilearen kalkuluen arabera, mutazio horiek 1: 500000 baino gutxiagoko maiztasunarekin gerta daitezke. Mutazio atzerakoien fenomeno homozigoto batera igarotzea, fenotipikoki adierazitako egoera, birkonbinazio sexuala edo asexuala dela eta gerta daiteke (ikus beherago). Hala ere, kasu honetan ere, mutazio basati motako nukleoetako alelo dominanteek mizelio zenotikoan (multinukleatuta) maskaratu dezakete eta fenotipikoki finkatuta daude zoosporak mononuklearrak eratzerakoan.
Taula 8. P. infestans-en hazkundea inhibitzen duten substantzien mutazioen maiztasuna nitrosometilurearen eraginez (Dolgova, Dyakov, 1986; Bagirova et al., 2001)
konposatu | Mutazio maiztasuna |
Oxitetraziklina | X 6,9 10-8 |
Blasticidin S | 7,2 10 x-8 |
Estreptomizina | 8,3 x10-8 |
Trikotezina | X 1,8 10-8 |
Zikloheximida | X 2,1 10-8 |
Daaconil | <4 x 10-8 |
Dimethomorph | X 6,3 10-7 |
Metalaxil | X 6,9 10-6 |
Biztanleriaren tamainak ere zeregin erabakigarria dute mutazio espontaneoak gertatzean. Populazio oso handietan, N> 1 / a zelula kopurua, non mutazio-tasa den a, mutazioak ausazko fenomenoa izateari uzten dio (Kvitko, 1974).
Kalkuluen arabera, patata-zelaiaren batez besteko infestazioarekin (35 orban landare bakoitzeko) 8x1012 espora sortzen dira egunero hektarea batean (Dyakov eta Suprun, 1984). Dirudienez, populazio horiek leku bakoitzean truke motak onartzen dituen mutazio guztiak dituzte. Mutazio arraro bat ere, 10-9 maiztasunarekin gertatzen dena, milaka pertsonek eskuratuko dute patata soro bateko hektarea batean bizi diren milioietatik. Maiztasun handiagoarekin gertatzen diren mutazioetarako (adibidez, 10-6), populazio horretan, parekatutako hainbat mutazio gerta daitezke egunero (aldi berean bi lekutan), alegia. mutazio prozesuak birkonbinazioa ordezkatuko du.
Migrazioak
P. infestans-entzat bi migrazio mota nagusi ezagutzen dira: distantziak ixtea (patata soro baten edo ondoko soroen barruan) zoosporangia aire korronteen bidez edo euri spray bidez zabalduz eta distantzia luzeetara - tuberkuluak landatuz edo garraiatutako tomate fruituekin. Lehenengo metodoak gaixotasunaren fokua zabaltzea aurreikusten du, bigarrenak, foku berriak sortzea lehen mailatik urrun dauden lekuetan.
Tomate tuberkulu eta fruituekin infekzioa hedatzeak gaixotasuna leku berrietan sortzen laguntzeaz gain, populazioen aniztasun genetikoaren iturri nagusia da. Moskuko eskualdean, patatak hazten dira, Errusiako eta Europako Mendebaldeko eskualde desberdinetatik ekarritakoak. Tomate fruituak Errusiako hegoaldeko eskualdeetatik ekartzen dira (Astrakhan eskualdea, Krasnodar eskualdea, Ipar Kaukaso). Tomate haziak, infekzio iturri gisa ere balio dezaketenak (Rubin et al., 2001), Errusia, Txina, Europako herrialde eta beste herrialde batzuetako hegoaldeko eskualdeetatik ere inportatzen dira.
E. Mayr-ek (1974) egindako kalkuluen arabera, mutazioek eragindako tokian tokiko biztanleriaren aldaketa genetikoak gutxitan 10-5 gainditzen dituzte leku bakoitzeko, populazio irekietan, aldiz, geneen kontrako fluxuaren ondorioz trukea 10-3 - 10-4 da gutxienez.
Kutsatutako tuberkuluen migrazioa P. infestans Europara sartzeaz arduratzen da, patata hazten den munduko eskualde guztietara hedatuz; biztanleriaren aldaketa larrienak eragin zituzten. Patataren berantiarra Errusiako Inperioaren lurraldean agertu zen ia aldi berean Mendebaldeko Europan agertu zenarekin.
Gaixotasuna 1846-1847 urteetan Baltikoko Estatuetan ikusi zenetik eta ondorengo urteetan soilik Bielorrusian eta Errusiako ipar-mendebaldeko eskualdeetan zabaldu zenetik, Europako mendebaldeko jatorria agerikoa da. Ez da hain nabaria Mundu Zaharreko tizaren azken iturria. Fry et al.-K garatutako hipotesiak (Fry et al., 1992; Fry, Goodwin, 1995; Goodwin et al., 1994) iradokitzen du bizkarroia Mexikotik Ipar Amerikara iritsi zela lehenik, laborantzetan hedatu zela, eta gero Mendebaldeko Europara garraiatu zela. (7. irudia).
Errepikapenaren ondorioz ("botila-lepoaren" efektu bikoitza), klon bakunak Europara iritsi ziren, eta ondorengoek pandemia eragin zuten Mundu Zaharreko lurralde osoan, patatak hazten diren lekuan. Hipotesi horren froga gisa, egileek aipatzen dute, lehenik eta behin, parekatze mota bakar baten (A1) agerpen nonahikoa eta, bigarrenik, eskualde desberdinetako aztertutako anduien genotipoen homogeneotasuna (horiek guztiak markatzaile molekularretan oinarrituta daude, besteak beste, 2 isozima loci, DNAren hatz marken ereduak eta DNA mitokondrialaren egitura berdina da, eta AEBetan deskribatutako US-1 klonarekin bat datoz). Hala ere, datu batzuek zalantzak sortzen dituzte gutxienez adierazitako hipotesiaren xedapen batzuei buruz. P. infestans DNA mitokondrialaren analisia 40ko hamarkadan lehen epifitosian kutsatutako herbario patata laginetatik isolatuta erakutsi zuten US-1 klonaren DNA mitokondrialaren egituran desberdinak direla, beraz, gutxienez ez da Europako infekzio iturri bakarra (Ristaino et al, 2001).
XX. Mendeko 80ko hamarkadan berriro ere okerrera egin zuen. Aldaketa hauek gertatu dira:
1) Biztanleriaren batez besteko oldarkortasuna areagotu egin da, eta horrek eragin du, batez ere, tizulo berantiarraren forma kaltegarriena hedatzea - peziolo eta zurtoinen kalteak.
2) Aldaketa gertatu zen patataren amaieran (uztailaren amaieratik uztailaren hasierara eta baita ekainaren amaierara ere).
3) Aurretik Mundu Zaharrean ez zegoen A2 estaltze mota nonahikoa bihurtu da.
Aldaketen aurretik bi gertaera gertatu ziren: metalaxil fungizida berriaren erabilera masiboa (Schwinn eta Staub, 1980) eta Mexikoren agerpena patata munduko esportatzaile gisa (Niederhauser, 1993). Horren arabera, biztanleriaren aldaketarako bi arrazoi aurkeztu ziren: estaltze motaren bihurketa metalaxiloaren eraginez (Ko, 1994) eta Mexikotik kutsatutako tuberkuluekin tentsio berriak sartzea masiboki (Fry eta Goodwin, 1995). Metalaxiloaren eraginez estaltze moten elkarreraginak Ko-k ez ezik, Moskuko Estatuko Unibertsitateko laborategian (Savenkova, Chherepennicova-Anikina, 2002) egindako lanetan ere lortu zituen arren, bigarren hipotesia hobe da. Bigarren estaltze motaren agerpenarekin batera, aldaketa larriak gertatu ziren Errusiako P. infestans anduien genotipoetan, gene neutroetan (isozima eta RFLP loci) barne, baita DNA mitokondrialaren egituran ere. Aldaketa horien konplexua ezin da metalaxiloaren ekintzarekin azaldu; baizik eta Mexikotik eten berrien inportazio masiboa gertatu zen, eta horrek, oldarkorragoak izanik (Kato et al., 1997), andui zaharrak (US-1) desplazatu zituen, populazioetan nagusi bilakatuz. Europako populazioen osaeraren aldaketa oso denbora gutxian gertatu zen - 1980tik 1985era (Fry et al., 1992). SESB izandako lurraldean 1985ean Estoniako bildumetan "andui berriak" aurkitu ziren, hau da, Polonian eta Alemanian baino lehenago (Goodwin et al., 1994). Errusian "US-1 andui zaharra" 1993an Moskuko eskualdean kutsatutako tomate batetik isolatu zen azken aldian (Dolgova et al., 1997). Frantzian ere, 90. hamarkadaren hasierara arte "zaharrak" aurkitu ziren tomate landaketetan, hau da, patatetan aspaldi desagertu ondoren (Leberton eta Andrivon, 1998). P. infestans anduietan izandako aldaketek ezaugarri asko eragin zituzten, garrantzi praktiko handia zutenak barne, eta tizka berantiarraren kaltegarritasuna areagotu zuten.
Sexu birkonbinazioa
Sexu birkonbinazioak aldakortasuna lagun dezan, beharrezkoa da, batetik, bi estaldura mota egotea populazioan 1: 1etik gertu dagoen proportzioan, eta, bestetik, hasierako populazioaren aldakortasuna.
Estaltze moten ratioa asko aldatzen da populazio desberdinetan eta baita urte desberdinetan populazio batean (9,10., 90. taula). Ezezagunak dira populazioetan estaltze-moten maiztasunetan (adibidez, Errusian edo Israelen joan den mendeko 2002eko hamarkadaren hasieran) aldaketa zorrotzak eragiteko arrazoiak, baina klon lehiakorragoak sartzearen ondorioz gertatzen dela uste da (Cohen, XNUMX).
Zeharkako datu batzuek adierazten dute sexu prozesuaren nondik norakoak urte jakin batzuetan eta zenbait eskualdetan:
1) Moskuko eskualdeko populazioen ikerketek erakutsi zutenez, A13 estaltze motaren proportzioa% 2 baino txikiagoa zen 10 populaziotan, hiru isozima loki kalkulatutako dibertsitate genetiko osoa 0,08 izan zen, eta A14 proportzioa gainditu zuten 2 populazioetan. % 30, aniztasun genetikoa bi aldiz handiagoa zen (0,15) (Elansky et al., 1999). Horrela, sexu harremanak izateko aukera zenbat eta handiagoa izan, orduan eta handiagoa da populazioaren aniztasun genetikoa.
2) Populazioetan estaltze moten ratioaren eta oosporak eratzeko intentsitatearen arteko erlazioa Israelen (Cohen et al., 1997) eta Holandan ikusi zen.
(Flier et al., 2004). Gure ikerketek erakutsi dute A2 estaltze motako isolatuak% 62, 17, 9 eta% 6 zituzten populazioetan aztertutako patata hostoen 78, 50, 30 eta 15% (2 orban edo gehiago dituztenak) oosporak aurkitu direla hurrenez hurren.
2 orban edo gehiago dituzten laginek nabarmen maizago izaten dituzte oosporak orban 1eko laginak baino (laginen% 32 eta% 14, hurrenez hurren) (Apryshko et al., 2004).
Oosporak patata landarearen erdiko eta beheko geruzako hostoetan askoz ere ohikoagoak ziren (Mytsa et al., 2015; Elansky et al., 2016).
3) Zenbait eskualdetan, genotipo bakarrak aurkitu dira, eta horien agerpena sexu birkonbinazioarekin lotzen da. Horrela, Polonian 1989an eta Frantzian 1990ean, gluzosaren homozigotoaren anduiak-6-
fosfato isomerasa (GPI 90/90). 10 urtez 90/100 heterozigoto soilik topatu zirenez, homozigositatea sexu birkonbinazioari egozten zaio (Sujkowski et al., 1994). Kolonbian (AEB), ohikoak dira A2 GPI 100/110 eta A1 konbinatzen dituzten isolamenduak GPI 100/100arekin, hala ere, 1994ko denboraldiaren amaieran (abuztuak 16 eta irailak 9), genotipo birkonbinatuak dituzten anduiak (A1 GPI 100/110 eta A2 GPI 100/100) (Miller et al., 1997).
4) Poloniako (Sujkowski et al., 1994) eta Iparraldeko Kaukasoko zenbait populaziotan (Amatkhanova et al., 2004), hatz-marken DNAren lekuak eta alozima proteinen tokiak banatzea Hardy-Weinberg banaketari dagokio, eta horrek adierazten du
sexu birkonbinazioak populazioen aldakortasunean duen ekarpenaren zati handiari buruz. Errusiako beste eskualde batzuetan, ez zen populazioetan Hardy-Weinberg banaketarekin bat egin, baina lotura desorekaren presentzia erakutsi zen, ugalketa klonalaren nagusitasuna adieraziz (Elansky et al., 1999).
5) Estaltze mota desberdinak dituzten tentsioen (A1 eta A2) aniztasun genetikoa (GST) populazio desberdinen artean baino txikiagoa zen (Sujkowski et al., 1994), eta horrek zeharka adierazten ditu sexu gurutzeak.
Aldi berean, sexu birkonbinaketak populazioaren aniztasunean duen ekarpena ezin da oso altua izan. Ekarpen hori Moskuko eskualdeko populazioetarako kalkulatu da (Elansky et al., 1999). Lewontin-en (1979) kalkuluen arabera, "birkombinazioa, aldaera berriak sor ditzakeen bi lokietatik beren heterozigositateen produktua gainditzen ez duten maiztasunarekin, eraginkorra bihurtzen da soilik bi aleloentzako heterozigositatearen balioak handiak badira".
Moskuko eskualdean ohikoa den bi parekatze moten proportzioarekin 4: 1 berdina denez, birkonbinazio maiztasuna 0,25 izango da. Aztertutako populazioetan aztertutako hiru isozima lokietatik bik heterozigotoak izateko probabilitatea 0,01 izan zen (2tik 177 andui). Hori dela eta, birkonbinazioaren ondorioz heterozigoto bikoitzak gertatzeko probabilitateak ez du haien produktua gainditu gurutzatzeko probabilitatearekin biderkatuta (0,25x0,02x0,02) = 10-4, alegia. sexu birkonbinatzaileak normalean ez dira aztertutako andui laginean sartzen. Kalkulu hauek aldakortasun nahiko altua duten Moskuko eskualdeko populazioetarako egin ziren. Siberiako populazio monomorfikoetan, sexu prozesuak, populazio indibidualetan gertatzen bada ere, ezin du haien aniztasun genetikoan eragin.
Gainera, P. infestans meiosian kromosomen desoreka maiz gertatzen da eta horrek aneuploidia eragiten du (Carter et al., 1999). Horrelako urraketek hibridoen ugalkortasuna murrizten dute.
Birkombinazio parasexuala, gene mitotikoen bihurketa
P. infestans anduien hazkundearen inhibitzaile ezberdinekiko erresistentzia mutazioekin fusioari buruzko esperimentuetan, bi inhibitzaileekiko erresistenteak diren misolatoen agerpena aurkitu zen (Shattock eta Shaw, 1975; Dyakov, Kuzovnikova, 1974; Kulish, Dyakov,
1979). Bi hazkunde inhibitzaileekiko erresistenteak diren zelulak mizelioaren heterokariotizazioaren ondorioz sortu ziren, eta kasu honetan, zoosporak mononuklearrek ugaltzeko garaian zatitu zituzten (Judelson, Ge Yang, 1998), edo ez ziren kumeak monozoosporoetan zatitu, nukleo tetraploideak zituztelako (hasierako isolatuak diploideak baitira) (K , 1979). Diploide heterozigotoak maiztasun oso txikian bereizten dira haploidizazioagatik, kromosomarik gabeko loturagatik eta zeharkaldi mitotikoaren ondorioz (Poedinok et al., 1982). Prozesu horien maiztasuna handitu liteke diploide heterozigotoen aurkako zenbait ekintzaren laguntzarekin (adibidez, espora ernetzaileen UV irradiazioa).
Erresistentzia bikoitza duten hibrido begetatiboen sorrera in vitro ez ezik, mutanteen nahasketarekin kutsatutako patata-tuberkuluetan ere gertatzen bada ere (Kulish et al., 1978), nahiko zaila da birkonbinazio parasexualak populazioetan genotipo berrien sorreran duen rola baloratzea. Segregatzaileak eratzeko maiztasuna haploidizazioagatik, kromosomen loturarik eza eta efektu berezirik gabeko zeharkatze mitotikoa dela eta (10-3 baino gutxiago) da.
Tentsio heterozigotoen segregatzaile homozigotoen agerpena zeharkapen mitotikoan eta gene mitotikoen bihurketan oinarrituta egon daiteke, P. sojae-n 3 x 10-2 eta 5 x 10-5 arteko maiztasunarekin gertatzen baita lekuko, tentsioaren arabera (Chamnanpunt et al. , 2001).
Heterokarioien eta diploide heterozigotoen agerpenaren maiztasuna ustekabean altua izan zen arren (ehuneko hamarrekoak izatera iritsi zen), prozesu hori tentsio beretik lortutako kultura mutanteak lotzen direnean bakarrik gertatzen da. Naturatik isolatutako andui desberdinak erabiltzean, heterokariotizazioa ez da gertatzen (edo oso maiztasun baxuarekin gertatzen da) bateraezintasun begetatiboa egoteagatik (Poedinok eta Dyakov, 1981; Anikina et al., 1997b; Cherepennikova-Anikina et al., 2002). Ondorioz, birkonbinazio parasexualaren rola nukleo heterozigotoetan birkonbinazio intrakonalera soilik murriztu daiteke eta gene indibidualak sexu prozesurik gabeko egoera homozigoto batera igarotzea. Prozesu honek garrantzi epidemiologikoa izan dezake fungizidarekiko erresistentzia-mutazio atzerakoiak edo erdi-dominatzaileak dituzten anduietan. Prozesu parasexualaren ondorioz egoera homozigoto batera igarotzeak mutazioaren eramailearen erresistentzia areagotuko du (Dolgova, Dyakov, 1986).
Geneen introgresioa
Phytophthora espezie heterotalikoak oospora hibridoen sorrerarekin gurutzatzeko gai dira (ikus Vorob'eva eta Gridnev, 1983; Sansome et al., 1991; Veld et al., 1998). Bi Phytophthora espezieen hibrido naturala hain oldarkorra zenez, milaka haltz hil zituen Erresuma Batuan (Brasier et al., 1999). P. infestans generoko beste espezie batzuekin gerta daiteke (P. erythroseptica, P. nicotianae, P. Cactorum, etab.) Landare ostalari arruntetan eta lurzoruan, baina literaturan informazio gutxi dago hibrido espezieen arteko aukerei buruz. Laborategiko baldintzetan, P. infestans eta P. Mirabilis artean hibridoak lortu ziren (Goodwin eta Fry, 1994).
9. Taula. P. infestans-ek A2 estaltze mota duten zurien proportzioa munduko herrialde desberdinetan 1990etik 2000ra bitartean (literatura irekiko iturrien eta www.euroblight.net, www.eucablight.org datuen arabera)
Herriko | 1990 | 1991 | 1992 | 1993 | 1994 | 1995 | 1996 | 1997 | 1998 | 1999 | 2000 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Belarus | 33 (12) | 34 (29) | |||||||||
Belgika | 15 (49 *) | 6 (66) | 20 (86) | ||||||||
Ekuador | 0 (13) | 0 (12) | 0 (19) | 0 (21) | 12 (41) | 25 (39) | 15 (75) | 22 (73) | 25 (68) | 0 (35) | |
Estonia | 8 (12) | ||||||||||
England | 4 (26) | 3 (630) | 9 (336) | ||||||||
Finlandia | 0 (15) | 19 (117) | 12 (16) | 21 (447) | 6 (509) | 9 (432) | 43 (550) | ||||
France | 0 (35) | 0 (56) | 0 (83) | 0 (67) | 0 (86) | 2 (135) | 7 (156) | 6 (123) | 0 (73) | 0 (285) | 0 (135) |
Hungaria | 72 (32) | ||||||||||
Irlanda | 4 (145) | ||||||||||
Iparraldea. Irlanda | 10 (41) | 9 (58) | 1 (106) | 0 (185) | 0 (18) | 0 (56) | 0 (35) | 0 (26) | |||
Netherlands | 7 (41) | 5 (276) | 24 (377) | 44 (353) | 23 (185) | ||||||
Норвегия | 25 (446) | 28 (156) | 8 (39) | 18 (257) | 38 (197) | ||||||
Peru | 0 (34, 1984 -86) | 0 (287, 1997-98) | 0 (112) | 0 (66) | |||||||
Polonia | 19 (180) | 21 (142) | 33 (256) | 26 (149) | 35 (70) | ||||||
Scotland | 25 (147) | 11 (163) | 22 (189) | 5 (22) | |||||||
Швеция | 25 (263) | 62 (258) | 49 (163) | ||||||||
Gales | 0 (16) | 7 (97) | 0 (48) | 0 (25) | |||||||
Korea | 36 (42) | 10 (130) | 15 (98) | ||||||||
China | 20 (142, 1995-98) | 0 (6) | 0 (8) | 0 (35) | |||||||
Kolonbian | 0 (40, 1994-2000) | ||||||||||
Uruguay | 100 (25, 1998-99) | ||||||||||
Morocco | 60 (108, 1997-2000) | 52 (25) | 42 (40) | ||||||||
Сербия | 76 (37) | ||||||||||
Mexiko (Toluca) | 28 (292, 1988-89) | 50 (389, 1997-98) |
Taula 10. A2 inflexio mota duten P. infestans anduen proportzioa munduko herrialde desberdinetan 2000 eta 2011 bitartean
Herriko | 2001 | 2002 | 2003 | 2004 | 2005 | 2006 | 2007 | 2008 | 2009 | 2010 | 2011 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Австрия | 65 (83) | ||||||||||
Belarus | 42 (78) | ||||||||||
Belgika | 20 (102 *) | 4 (32) | 50 (14) | 25 (16) | 62 (13) | 54 (26) | 70 (54) | 30 (23) | 29 (35) | 62 (71) | 45 (49) |
Suitza | 89 (19) | ||||||||||
Чехия | 35 (31) | 54 (64) | 38 (174) | 12 (80) | |||||||
Alemania | 95 (53) | ||||||||||
Danimarkan | 48 (52) | ||||||||||
Ekuador | 5 (178) | 6 (108) | 9 (121) | 18 (94) | 2 (44) | 0 (66) | 5 (47) | ||||
Estonia | 54 (25) | 0 (24) | 33 (62) | 45 (140) | 25 (100) | 12 (103) | |||||
England | 4 (47) | 10 (96) | 31 (55) | 55 (790) | 68 (862) | 70 (552) | 68 (299) | ||||
Finlandia | 47 (162) | 12 (218) | 42 | ||||||||
France | 0 (186) | 4 (108) | 8 (61) | 22 (103) | 33 (303) | 65 (378) | 74 (331) | 75 (125) | 75 (12) | ||
Hungaria | 48 (27) | 48 (90) | 9 | 7 | |||||||
Iparraldea. Irlanda | 0 (38) | 0 (58) | 0 (40) | 0 (24) | 5 (54) | 0 (18) | 27 (578) | 45 (239) | 36 (213) | 82 (60) | 10 (80) |
Netherlands | 66 (24) | 93 (15) | 91 (11) | ||||||||
Норвегия | 39 (328) | 3 (115) | 12 (19) | ||||||||
Peru | 0 (36) | ||||||||||
Polonia | 25 (46) | 10 (30) | 85 (20) | 38 (44) | 75 (66) | 55 (56) | 65 (35) | 72 (81) | 85 (21) | ||
Scotland | 3 (213) | 2 (474) | 24 (135) | 86 (337) | 88 (386) | 74 (172) | |||||
Швеция | 60 (277) | 39 (87) | |||||||||
Eslovakia | 0 (36) | 14 (26) | 62 (26) | 0 (26) | |||||||
Gales | 25 (12) | 68 (106) | 80 (88) | 92 (143) | 75 (45) | ||||||
Korea | 46 (26) | ||||||||||
Brasilen | 0 (49) | 0 (30) | |||||||||
China | 10 (30) | 0 (6) | 0 (6) | ||||||||
Vietnam | 0 (294, 2003-04) | ||||||||||
Ugandako | 0 (8) |
Populazioen konposizio genotipikoaren dinamika
P. infestans populazioen konposizio genotipikoaren aldaketak beste eskualde batzuetako klon berrien migrazioaren, nekazaritzako praktiken (barietateen aldaketa, fungiziden aplikazioa) eta eguraldi baldintzen eraginpean gerta daitezke. Kanpoko eraginak klonak modu desberdinean eragiten dituzte bizitza zikloaren etapa desberdinetan; beraz, populazioek urtero aldaketa ziklikoak izaten dituzte hautapenaren menpe dauden geneen maiztasunetan, geneen deribazioaren eta hautapenaren rol nagusiaren aldaketaren ondorioz.
Barietatearen eragina
Erresistentzia bertikalerako gene eraginkorrak dituzten barietate berriak (R-geneak) faktore selektibo indartsua dira, P. infestans populazioetan birulentzia gene osagarriak dituzten klonak hautatuz. Patata barietatean erresistentzia inespecifikorik ez dagoenean, populazio patogenoaren hazkundea galarazten duena, populazioko klon dominatzaileak ordezkatzeko prozesua oso azkar gertatzen da. Horrela, R3 erresistentzia genea duen Domodedovsky barietatea Moskuko eskualdean zabaldu ondoren, barietate honetarako birulenteen klonen maiztasuna 0,2tik 0,82ra igo zen urtebetean (Dyakov eta Derevjagina, 2000).
Hala ere, populazioetan birulentzia geneen (patotipoak) maiztasunen aldaketa landutako patata barietateen eraginez gertatzen da. Adibidez, Bielorrusian 1977ra arte birulentzia 1 eta 4 geneak zituzten klonak nagusi ziren, R1 eta R4 erresistentzia geneak zituzten patata barietateen laborantzak eraginda (Dorozhkin, Belskaya, 1979). Hala ere, XX. Mendearen 70eko hamarkadaren amaieran, klonak birulentzia gene desberdinekin eta haien konbinazioekin agertu ziren, eta erresistentzia gene osagarriak ez ziren inoiz erabili patataren hazkuntzan (birulentzia estra geneak) (Ivanyuk et al., 2002). Klon horien agerpenaren arrazoia, antza denez, patatazko tuberkuluekin Mexikotik material infekziosoak Europara migratu izana da. Etxean, klona hauek patata landuetan ez ezik, erresistentzia gene ugari dituzten espezie basatietan ere garatu ziren; beraz, genomako birulentzia gene askoren konbinazioa beharrezkoa zen baldintza horietan bizirauteko.
Erresistentzia ez-espezifikoa duten barietateei dagokienez, patogenoaren ugalketa-tasa murriztuz, populazioen bilakaera atzeratzen dute, hau da, esan bezala, zenbakiaren funtzioa da. Erasokortasuna poligenikoa denez, "erasokortasunerako" gene kopuru handiagoa duten klonak pilatu egiten dira zenbat eta lehenago populazio tamaina handiagoa izan. Hori dela eta, oso arraza oldarkorrak ez dira erresistentzia inespezifikoa duten landatutako barietateetara egokitzeko produktuak, baina, aitzitik, litekeena da antzematea parasitoen esporak metatzen dituzten barietate oso sentikorrak landatzea.
Horrela, Errusian, P. Infestans-en populazio oldarkorrenak urteko epifitotietako zonetan aurkitu ziren (Sakhalin, Leningrad eta Bryansk eskualdeetako populazioak). Populazio horien oldarkortasuna Mexikokoena baino handiagoa izan zen (Filippov et al., 2004).
Gainera, barietate erresistenteen hostoetan osospora gutxiago sortzen dira sentikorretan baino (Hanson eta Shattock, 1998), hau da, barietatearen erresistentzia inespezifikoak parasitoaren birkonbinazio gaitasunak eta neguko metodo alternatiboen aukera ere murrizten ditu.
Fungiziden eragina
Fungizidek onddo fitopatogenikoen kopurua murrizteaz gain, hots. beren populazioen ezaugarri kuantitatiboetan eragina dute, baina banakako genotipoen maiztasunak ere alda ditzakete, alegia. populazioen osaera kualitatiboan eragina dute. Fungiziden eraginez aldatzen diren populazioen adierazlerik garrantzitsuenen artean honako hauek daude: fungizidekiko erresistentzia aldaketak, erasokortasun eta birulentzia aldaketak eta ugalketa sistemen aldaketak.
Fungiziden eragina populazioen erresistentzian eta erasokortasunean
Eragin horren maila, lehenik eta behin, erabilitako fungizida motaren arabera zehazten da, baldintzapean polisita, oligosita eta monosita bereiz baitaitezke.
Lehenengoan kontaktu-fungizida gehienak daude. Haiekiko erresistentzia (ahal bada) oso ahulak diren gene adierazgarri ugarik kontrolatzen dute. Propietate horiek fungizidekin tratatu ondoren populazioaren erresistentzian aldaketa ikusgarririk ez dagoela zehazten dute (nahiz eta zenbait esperimentutan, erresistentziaren nolabaiteko gehikuntza lortu zen). Harremanetarako fungizidekin ihinztatu ondoren kontserbatzen den onddoen populazioa bi andu talde ditu:
1) Sendagaiarekin tratatu gabeko landareen guneetan kontserbatutako anduiak. Fungizidarekin kontakturik egon ez zenez, andui horien agresibitatea eta erresistentzia ez dira aldatzen.
2) Fungizidarekin kontaktuan dauden tentsioak, ukipen puntuetan kontzentrazioa hilgarria baino txikiagoa zen. Arestian aipatu bezala, populazioaren zati honen erresistentzia ere ez da aldatzen, hala ere, fungizidak onddoen zelulen metabolismoan duen kontzentrazio subletalean ere eragin fisiko kaltegarria dela eta, egoera fisikoa orokorra eta haren osagai parasitoa, erasokortasuna, gutxitzea dela eta (Derevyagina eta Dyakov, 1990).
Horrela, hil ez den biztanleriaren zati batek ere, fungizidarekin kontaktuan jarrita, erasokortasun ahula du eta ezin da epifitotikoen iturri izan. Hori dela eta, fungizidarekin kontaktuan ez dagoen biztanleriaren proportzioa maiz murrizten duen tratamendu zaindua babes neurriak arrakastatsua izateko baldintza da. Oligosita fungizidekiko erresistentzia gene gehigarri batzuek kontrolatzen dute.
Gene bakoitzaren mutazioak erresistentziaren nolabaiteko gehikuntza dakar, eta erresistentzia maila orokorra mutazio horiek gehitzeagatik da. Hori dela eta, erresistentziaren hazkundea pausotan gertatzen da. Erresistentzia urratsez urrats handitzearen adibide dira dimethomorfo fungizidaren aurkako erresistentziaren mutazioak, patata kutsa berantetik babesteko oso erabilia. Dimethomorph erresistentzia poligenikoa eta gehigarria da. Urrats bakarreko mutazioak zertxobait handitzen du erresistentzia.
Ondorengo mutazio bakoitzak helburuaren tamaina eta, ondorioz, ondorengo mutazioen maiztasuna gutxitzen ditu (Bagirova et al., 2001). Populazioaren batez besteko erresistentziaren hazkundea oligosita fungizidarekin tratamendu ugari egin ondoren pausoka eta pixkanaka gertatzen da. Prozesu honen abiadura gutxienez hiru faktorek zehazten dute: erresistentzia geneen mutazio maiztasuna, erresistentzia koefizientea (erresistentziako tentsio baten dosi hilgarriaren proportzioa sentikorrarekin alderatuta) eta erresistentzia geneetako mutazioek fisikoan duten eragina.
Ondorengo mutazio bakoitzaren maiztasuna aurrekoa baino baxuagoa da; beraz, prozesuak moteltze izaera du (Bagirova et al., 2001). Hala ere, populazio batean birkonbinazio prozesuak (sexualak edo parasexualak) gertatzen badira, orduan posible da gurasoen mutazio desberdinak tentsio hibrido batean konbinatzea eta prozesua azkartzea. Hori dela eta, panmix populazioek erresistentzia agamikoak baino azkarrago eskuratzen dute eta, azken horretan, bateraezintasun begetatiboaren oztoporik ez duten populazioek oztopo horiek banatutako populazioak baino azkarrago hartzen dute. Ildo horretatik, estaldura motetan desberdinak diren populazioetan anduiak egoteak oligosita fungiziden aurkako erresistentzia lortzeko prozesua bizkortzen du.
Bigarren eta hirugarren faktoreek ez dute dimethomorfo-erresistentziako andui populazioetan azkar metatzen laguntzen. Ondorengo mutazio bakoitzak erresistentzia bikoiztu egiten du gutxi gora behera, eta hori gutxi da, eta, aldi berean, ingurune artifizial bateko hazkunde-tasa eta agresibitatea murrizten ditu (Bagirova et al., 2001; Stem, Kirk, 2004). Beharbada horregatik ez dago P. infestans andui naturalen artean ia erresistentziarik, ezta dimetomorfoz tratatutako patata landaketetatik jasotakoak ere.
Oligosita fungizida batekin tratatutako populazioak bi andui talde izango ditu: fungizidarekin kontaktuan egon ez direnak eta, beraz, jatorrizko ezaugarriak aldatu ez dituztenak (talde honen artean andui erresistenteak aurkitzen badira, ez dira pilatuko andui sentikorren agresibitate eta lehiakortasun handiagoa dela eta), eta fungizidaren kontzentrazio subletalekin kontaktuan dauden anduiak. Azken horien artean posible da tentsio erresistenteak pilatzea, hemen abantailak baitituzte sentikorren aurrean.
Hori dela eta, oligosita fungizidak erabiltzerakoan, ez da hain garrantzitsua sendagaiaren kontzentrazio handia bezain garrantzitsua den tratamendua, dosia hilgarria baino hainbat aldiz handiagoa, mutagenesi mailakatuarekin, mutatutako anduien hasierako erresistentzia txikia baita.
Azkenean, fungizida monositarekiko erresistentziaren mutazioak oso adierazgarriak dira, hau da, mutazio batek erresistentzia maila altua eman dezake sentikortasuna erabat galtzen den arte. Hori dela eta, populazioen erresistentzia handitzea oso azkar gertatzen da.
Horrelako fungiziden adibide bat fenilamidak dira, metalaxil fungizida ohikoena barne. Horrekiko erresistentziaren mutazioak maiztasun handiz gertatzen dira, eta mutanteen erresistentzia maila oso handia da - tentsio sentikorra mila faktore edo gehiagorekin gainditzen du (Derevyagina et al., 1993). Mutante erresistenteen hazkunde-tasa eta erasokortasuna fungizida sistemiko batek eragindako andui sentikorren heriotzaren ondorioz murrizten diren arren, populazio erresistenteen kopurua azkar hazten ari da eta bere oldarkortasuna paraleloan handitzen ari da. Hori dela eta, hainbat urtetan fungizida erabili ondoren, andui erresistenteen agresibitateak sentikorren agresibitatea ez ezik, gainditu ere egin dezake (Derevyagina, Dyakov, 1992).
Sexu birkonbinazioan eragina
P. infestans populazioetan A2 estaltze mota maiz gertatzea metalaxilaren erabilera intentsiboarekin batera berotegi berantiarraren aurka gertatu zenez, metalaxilek estaltze motaren bihurketa eragiten duela iradoki zen. P. parasitica-n, Chloroneb-ren eta metalaxyl-aren eraginez egindako bihurketa hori esperimentalki frogatu zen (Ko, 1994). Metalaxil kontzentrazio txikia duen ertaineko igarobide bakarrak isolamendu homotalikoak sortu zituen A1 infekzio motako metalaxiloarekiko sentikorra den P. infestans andui batetik (Savenkova eta Cherepnikova-Anikina, 2002). Metalaxil kontzentrazio handiagoa duten euskarrietako ondorengo pasabideetan, ez da A2 parekatze motako isolatu bakar bat ere antzeman, hala ere, isolatu gehienek, A2 isolatuekin gurutzatzen direnean, oosporeen ordez, mikelio pilaketa itsusiak eratzen zituzten eta antzuak ziren. Metalaxil kontzentrazio handia duten euskarrietan A2 estaltze mota duten tentsio erresistenteen igarobideek estaltze mota hiru aldaketa modu hautemateko aukera eman digute: 1) antzutasun osoa A1 eta A2 isolatuekin gurutzatuta; 2) homotallismoa (oosporak sortzea monokultiboan); 3) A2 estaltze mota A1 bihurtzea. Horrela, metalaxilak P. infestans populazioetan estaltze motetan aldaketak sor ditzake eta, ondorioz, sexu birkonbinazioa gertatu da horietan.
Birkonbinazio begetatiboaren gaineko ondorioak
Antibiotikoen aurkako erresistentziako gene batzuek hifal heterokariotizazioaren eta diploidizazio nuklearraren maiztasuna areagotu zuten (Poedinok eta Dyakov, 1981). Arestian esan bezala, P. infestans andui desberdinen fusioan hifen heterokariotizazioa oso gutxitan gertatzen da onddo honetako bateraezintasun begetatiboaren fenomenoa dela eta. Hala ere, antibiotiko batzuekiko erresistentziaren geneek albo-ondorioak izan ditzakete, bateraezintasun begetatiboa gainditzean adierazita. Propietate hori 1S-1 mutante estreptomizinaren aurkako erresistentzia geneak zuen. Phytophthora eremuko populazioetan mutante horiek egoteak tentsioen arteko geneen fluxua handitu eta populazio osoa barietate edo fungizida berrietara egokitzea azkartu dezake.
Zenbait fungizida eta antibiotikok birkonbinazio mitotikoaren maiztasunean eragina izan dezakete, populazioen genotipo maiztasunak ere alda ditzaketelako. Oso erabilia den benomil fungizida beta-tubulinarekin lotzen da, zitoeskeletoaren mikrotubuluak eraikitzen diren proteina da eta, horrela, mitosiaren anafasean kromosomak bereizteko prozesuak eten egiten ditu, birkonbinazio mitotikoaren maiztasuna areagotuz (Hastie, 1970).
Propietate berdina du para-fluorofenilalanina fungizidak, zumarragar holandarrak tratatzeko erabiltzen dena. Para-fluorofenilalaninak birkonbinazioaren maiztasuna handitu zuen P. infestans diploide heterozigotoetan (Poedinok et al., 1982).
P. infestansen bizi-zikloan populazioen konposizio genotipikoan aldaketa ziklikoak
Zona epeleko P. infestans-en garapen ziklo klasikoak 4 fase ditu.
1) Biztanleriaren hazkunde esponentzialaren fasea (fase poliziklikoa) belaunaldi motzekin. Fase hau normalean uztailean hasten da eta 1,5-2 hilabete irauten du.
2) Biztanleriaren hazkundea geldiarazteko fasea, eraginik gabeko ehunen proportzioa nabarmen jaitsi delako edo eguraldi baldintza desegokiak agertu direlako. Faska hau uztearen aurretik uzta aurretiaz kentzen duten ustiategietan urteko ziklotik kanpo geratzen da.
3) Tuberkuluetan negutzeko fasea, biztanleriaren tamaina nabarmen murrizteaz gain, tuberkuluen ustekabeko infekzioaren ondorioz, infekzioen garapen motela horietan, tuberkuluak berriro infektatu ez izana, usteldu eta kaltetutako tuberkuluak biltegiratze baldintza arruntetan usteltzen dira.
4) Lurrean eta landareen garapen geldoaren fasea (fase monoziklikoa), belaunaldiaren iraupena hilabetea edo gehiago irits daiteke (maiatzaren amaieran - uztailaren hasieran). Normalean, une honetan gaixotutako hostoak antzematen zailak dira behaketa bereziekin ere.
Biztanleriaren hazkunde esponentzialaren fasea (fase poliziklikoa)
Behaketa ugarik (Pshedetskaya, Kozubova, 1969; Borisenok, 1969; Osh, 1969; Dyakov, Suprun, 1984; Rybakova, Dyakov, 1990) erakutsi zuten epifitotipoaren hasieran, klon gutxi birulenteak eta oldarkor samarrak nagusitzen direla, gerora birulente eta oldarkorragoekin ordezkatzen direnak. populazioaren oldarkortasunaren hazkunde-tasa handiagoa da, orduan eta erresistenteagoa da landare ostalariaren barietatea.
Biztanleria hazten den heinean, barietate komertzialetan (R1-R4) eta selektiboki neutroak (R5-R11) sartutako gene selektibo garrantzitsuen kontzentrazioa handitzen da. Beraz, 1993an Mosku ondoan zeuden populazioetan, batez besteko birulentzia uztailaren amaieratik abuztuaren erdialdera 8,2tik 9,4ra igo zen, eta igoerarik handiena R5 birulentzia selektiboki neutroaren geneetan ikusi zen (klon birulenten% 31tik% 86ra) (Smirnov, 1996 ).
Populazioaren hazkunde-tasaren beherakadak biztanleriaren jarduera parasitoaren beherakada dakar. Hori dela eta, urte depresiboetan, arraza kopuru osoa eta arraza birulentoen proportzioa epifitotikoak baino txikiagoak dira (Borisenok, 1969). Eguraldi epifitotikoen altueran baldintza desegokiak aldatzen badira eta patataren infestazioa gutxitzen bada, klon oso birulente eta erasokorren kontzentrazioa ere gutxitzen da (Rybakova et al., 1987).
Biztanleriaren birulentzian eta erasokortasunean eragina duten geneen maiztasunak handitzea populazio mistoan klon birulente eta oldarkorragoak hautatzearen ondorioz izan daiteke. Aukeraketa frogatzeko, mutazio neutroak aztertzeko metodoa garatu zen, legamiaren kimiostato populazioetan (Adams et al., 1985) eta Fusarium graminearum (Wiebe et al., 1995) arrakastaz erabili zena.
P. infestans eremuko populazioan blasticidin S-ra erresistenteak diren mutanteen maiztasuna gutxitu egin da paraleloki biztanleriaren oldarkortasunaren hazkundearekin eta horrek populazioaren hazkunde prozesuan klon dominatzaileen aldaketa adierazten du (Rybakova et al., 1987).
Neguko fasea tuberkuluetan
Patata tuberkuluetan neguan, P. infestans anduen birulentzia eta agresibitatea gutxitzen dira, eta birulentziaren jaitsiera agresibitatea baino mantsoago gertatzen da (Rybakova eta Dyakov, 1990). Dirudienez, biztanleriaren tamaina azkar hazteko (r-hautaketa) egokiak diren baldintzetan, birulentzia gene "estrak" eta agresibitate handia baliagarriak dira, beraz, epifitotikoen garapena klon birulente eta oldarkorrenak hautatzearekin batera doa. Ingurunearen saturazio baldintzetan, ugalketa tasak ez denean, baina baldintza desegokietan izateak (K hautaketa) eginkizun garrantzitsua betetzen du, birulentzia eta erasokortasun gene "gehigarriek" egoera fisikoa murrizten dute, eta gene horietako klonak lehen hiltzen dira, beraz, batez besteko agresibitatea eta biztanleriaren birulentzia jaisten ari da.
Landarediaren fasea lurzoruan
Fase hau bizitzako zikloko misteriotsuena da (Andrivon, 1995). Bere existentzia espekulazio hutsean postulatu zen - epe luzean (batzuetan hilabete baino gehiago) patogenoarekin gertatzen denari buruzko informazio faltagatik - patata landareak agertu zirenetik gaixotasunaren lehen orbanak agertu ziren arte. Behaketak eta esperimentuak oinarri hartuta, onddoak bizitzako aldi honetan izan zuen portaera berreraiki zen (Hirst eta Stedman, 1960; Boguslavskaya, Filippov, 1976).
Onddoaren esporulazioa lurrean kutsatutako tuberkuluetan sor daiteke. Lortutako esporak hifekin ernetzen dira, lurrean denbora luzez landatu dezaketenak. Espora primarioak (tuberkuluetan eratuak) eta bigarren mailakoak (lurreko mizelioaren gainean) lurreko gainazalera igotzen dira korronte kapilarrek, baina patata kutsatzeko gaitasuna bere beheko hostoak jaitsi eta lurzoruaren gainazalarekin harremanetan jarri ondoren lortzen dute. Halako hostoak (gaixotasunaren lehen orbanak horietan aurkitzen dira) ez dira berehala sortzen, baina patata gailurren hazkunde eta garapen luzearen ondoren.
Hortaz, landaretza saprotrofoa fasea P. infestansen bizi-zikloan ere egon daiteke. Bizi-zikloaren fase parasitoan agresibitatea fitnessaren osagai garrantzitsuena bada, orduan fase saprotrofikoan hautaketa propietate parasitoak murriztea da, onddo fitopatogeno batzuetarako esperimentalki erakutsi den moduan (ikus Carson, 1993). Hori dela eta, zikloaren fase honetan, propietate erasokorrak modu intentsiboan galdu beharko lirateke. Baina orain arte ez da zuzeneko esperimenturik egin aipatutako hipotesiak baieztatzeko.
Urtaroen aldaketek P. infestans-en propietate patogenoak ez ezik, fungiziden aurkako erresistentziak ere eragiten dituzte, fase poliziklikoan hazten baita (epifitotietan), eta neguan biltegiratzean gutxitzen da (Derevyagina et al., 1991; Kadish eta Cohen, 1992). Kaltetutako tuberkuluak landatu eta gaixotasunaren lehen orbanak zelaian agertu zirenean metalaxiloarekiko erresistentziaren beherakada bereziki bizia ikusi zen.
Espezializazio intraespezifikoa eta haren bilakaera
P. infestans komertzialki garrantzitsuak diren bi labotan epidemiak eragiten ditu, patatak eta tomatea. Patataren epifitotiak onddoak eremu berrietan sartu eta berehala hasi ziren. Tomatearen porrota ere patatan infekzioa agertu eta handik gutxira antzeman zen, baina tomatearen epifitotasunak ehun urte geroago bakarrik aipatu ziren - XX. Mendearen erdialdean. Hona hemen Hallegli eta Niederhauserrek AEBetan tomateen porrotaz idazten dutena
(1962): “100eko epifitotipo larriaren ondoren 1845 urte inguru, tomate barietate erresistenteak lortzeko saiakera gutxi edo ia ez zen egin. Tizela berantiarra tomateetan lehen aldiz 1848an erregistratu bazen ere, ez zen landare honen hazleek arreta handiaren objektu bihurtu 1946an gaixotasuna gogor piztu zen arte. Errusiako lurraldean tomate kutsadura berantiarra erregistratu zen XIX. “Aspaldidanik ikertzaileek ez zioten kasu egin gaixotasun horri, ez baitzuen kalte ekonomiko handirik eragin. Baina 60ko eta 70eko hamarkadetan. XX. Mendeko tomateari buruzko berotasun epifitotikoak Sobietar Batasunean ikusten dira, batez ere Behe Volga eskualdean, Ukrainan, Ipar Kaukason, Moldavian ... ”(Balashova, 1979).
Orduz geroztik, tomate kutsadura berantiarra urterokoa bihurtu da, industria eta etxeko laborantza lurralde osoan hedatu da eta kalte ekonomiko izugarriak eragiten dizkio laborantza honi. Zer gertatu da? Zergatik gertatu zen bizkarroiaren patataren lehen agerpena eta laborantza honen lesio epifitotikoa ia aldi berean, eta zergatik hartu zuen mende bat epifitotikoak tomatean agertzeko? Desberdintasun horiek hegoamerikar infekzio iturri bat baino mexikar bat onartzen dute. Phytophthora infestans espeziea Solanum generoko Mexikoko tuberkuluak dituzten espezieen bizkarroi gisa garatzen bada, ulergarria da zergatik landatu ziren Mexikoko espezieko generoaren atal bereko patatak hainbeste kaltetuta, baina bizkarroiarekin batera eboluziorik ez zegoelako, ez baitzuen erresistentzia espezifiko eta inespezifikoko mekanismorik garatu.
Tomatea generoaren beste atal batekoa da, bere truke motak desberdintasun handiak ditu espezie tuberkuloekiko, beraz, tomatea P. infestans elikagai espezializaziotik kanpo egon ez arren, bere porrotaren intentsitatea ez da nahikoa izan galera ekonomiko larrietarako.
Tomate baten gainean epifitotiak agertzea parasitoan izandako aldaketa genetiko larrien ondorioz gertatzen da, parasitismoan bere egoera fisikoa (patogenotasuna) areagotu baitzuten. Uste dugu tomatea parasitatzeko espezializatutako forma berria M. Gallegly-k deskribatutako T1 arraza dela, gerezi tomate barietateei eragiten diena (Gerezi Gorria, Ottawa), patatetan zabaldutako T0 arrazaren aurrean (Gallegly, 1952). Dirudienez, T0 lasterketa T1 lasterketa bihurtu zuen eta tomatea garaitzeko oso egokitutako klonak agertu zituen mutazio bat (edo mutazio sorta bat). Askotan gertatzen den bezala, ostalari batek patogenotasuna handitzea beste batera jaistearekin batera, hau da, hasierako espezializazio espezifikoa, oraindik ez osoa, sortu zen - patatei (T0 arraza) eta tomateari (T1 arraza).
Zein da hipotesi horren ebidentzia?
- Patata eta tomateen agerraldia. Tomate hostoetan T1 lasterketa da nagusi, eta patata hostoetan berriz, arraroa da. S.F. Bagirova eta T.A. Oreshonkova (argitaragabea) Moskuko eskualdean 1991-1992 urteetan, T1 lasterketaren agerpena patata landaketetan% 0 izan zen, eta tomate landaketetan -% 100; 1993-1995 urteetan -% 33 eta% 90, hurrenez hurren; 2001ean -% 0 eta% 67. Antzeko datuak Israelen lortu ziren (Cohen, 2002). Patata tuberkuluak T1 arrazako isolatuekin eta T0 eta T1 isolatuen nahasketarekin kutsatutako esperimentuek erakutsi zuten T1 arrazako isolatuak tuberkuluetan gaizki kontserbatzen direla eta T0 arrazako isolatuek ordezkatzen dituztela (Dyakov et al., 1975; Rybakova, 1988).
2) T1 arrazaren dinamika tomate landaketetan. Tomate hostoen lehen infekzioa T0 arrazako isolatuek egiten dute, hostoetan eratutako lehen orbanetako infekzioaren analisian nagusi direnak. Horrek berretsi egiten du parasitoen migrazioaren eskema orokorrean onartua: patataren infekzio masa nagusia T0 arrazak osatzen du, hala ere, patatetan kontserbatutako T1 klon kopuru txikiak, behin tomatea gainean, T0 arraza desplazatzen dute eta epifitotiko aldiaren amaieran pilatzen dira. Baliteke T1 arrazarekin tomate hostoaren infekzio iturri alternatiboa egotea ere, patata tuberkuluak eta hostoak bezain indartsua ez dena, baina konstantea. Hori dela eta, iturri horrek eragin txikia du tomatea infektatzen duen populazioaren egitura genetikoan, baina gerora T1 arrazaren metaketa zehazten du (Rybakova, 1988; Dyakov et al., 1994).
3) Patatari eta tomateei oldarkortasuna. T0 eta T1 arrazetako isolatuekin tomate eta patata hostoen infekzio artifizialak erakutsi du lehenak patatarekiko erasokorragoak direla tomatearekiko baino, eta bigarrenak, berriz, tomatearentzat patatarekiko baino erasokorragoak direla. Desberdintasun horiek "bereak" ez diren arraza bateko isolamenduak populazio misto batetik negutegiko hosto-pasabideetan (D'yakov et al., 1975) eta lursailetan (Leberton et al., 1999) agertzen dira; karga infekzioso minimoaren, latentziaren aldiaren, orbain kutsakorren tamainaren eta esporen ekoizpenaren desberdintasunak (Rybakova, 1988; Dyakov et al., 1994; Legard et al., 1995; Forbes et al., 1997; Oyarzun et al., 1998; Leberton et al. al., 1999; Vega-Sanchez et al., 2000; Knapova, Gisi, 2002; Sussuna et al., 2004).
T1 arrazako isolatuek erresistentzia generik ez duten tomate kultiboekiko duten oldarkortasuna oso handia da, isolamendu horiek hostoetan espora elikagai batean bezala kutsatutako ehuna nekrosatu gabe (Dyakov et al., 1975; Vega-Sanchez et al., 2000).
4) Patata eta tomateen birulentzia. T1 lasterketak Ph1 erresistentzia genea duten gerezi tomate barietateei eragiten die, T0 lasterketak ez du barietate horiek kutsatzeko gai, alegia. birulentzia estuagoa du. Desberdintzaileekin lotuta
Patataren R-geneak alderantziz lotuta daude, hau da, tomate hostoetatik isolatutako anduiak "patata" anduiak baino hain birulenteak dira (11. taula).
5) Markatzaile neutroak. Patatak eta tomateak parasitatzen dituzten P. infestans populazioetako markatzaile neutroen analisiak noranzko anitzeko hautapen espezifikoaren lekuko da. P. infestans Brasilgo populazioetan tomate hostoen isolamenduak US-1 lerro klonalari zegozkion eta patata hostoetakoak BR-1 lerroari (Suassuna et al., 2004). Floridan (AEB), 1994az geroztik, US-90 klona patatetan nagusitzen hasi zen (% 8 baino gehiagoko agerpena izan zen), eta AEB-11 eta US-17 klonak tomatearekin, eta azken honen isolatuak tomatearentzat patatarako baino erasokorragoak dira (Weingartner , Tonbolato, 2004). Patata eta tomate isolatuetan genotipo maiztasunetan (ADN hatz markak) desberdintasun garrantzitsuak ezarri ziren 1200. urtetik 1989. urtera arte Estatu Batuetan bildutako 1995 P. infestans anduientzat (Deahl et al., 1995).
AFLP metodoa erabiliz 74-1996 urteetan patata eta tomate hostoetatik jasotako 1997 andui bereiztea ahalbidetu zen. Frantzian eta Suitzan, 7 taldetan. Patata eta tomate anduiak ez ziren argi eta garbi desberdintzen, baina "patata" anduiak genetikoki "tomatea" baino anitzagoak ziren. Lehenengoak zazpi multzo guztietan aurkitu ziren, eta bigarrenean, lauetan soilik, bigarrenaren genoma espezializatuagoa adierazten duena (Knapova eta Gisi, 2002).
6) Isolamendu mekanismoak. Bi ostalari landare espezieetan bizkarroiaren populazioak espezializazioa "ostalari" propiora murriztera garatzen badira, populazioaren arteko truke genetikoak eragozten dituzten aurre- eta postmeiotiko mekanismoak sortzen dira (Dyakov eta Lekomtseva, 1984).
Hainbat ikerketek gurasoen tentsioen iturriak hibridazioaren eraginkortasunean duen eragina ikertu dute. Solanum generoko espezie desberdinetatik isolatutako anduiak Ekuadorren zeharkatzerakoan (Oliva et al., 2002), aurkitu zen Solanaceae basatiko A2 motako estalkia duten anduiak (EC-2 lerro klonala) direla tomaterik gabeko anduiekin zeharkatzen diren okerrenak. -3), eta eraginkorrena patata tentsioarekin gurutzatzen da (EC-1).
Hibrido guztiak patogenoak ez direla ikusi zen. Egileen ustez, hibridazioen ehuneko txikia eta hibridoen patogenotasunaren murrizketa populazioen ugalketa isolatzeko mekanismo postmeiotikoei zor zaie.
Bagirova et al. (1998) esperimentuetan, patata eta tomate andui ugari T0 eta T1 lasterketen propietateekin gurutzatu ziren. Emankorrenak tomatetik isolatutako T1xT1 anduien gurutzeak izan ziren (mikroskopioaren 36 oosporak, oosporaren ernetzearen% 44), eraginkorrenak ostalari desberdinetatik isolatutako T0xT1 arrazetako gurutzeak izan ziren (garatzen eta germinatutako oosporaren kopuru txikia, abortua eta garatu gabeko osospora proportzio handia) ... Patatatik isolatutako T0 lasterketako isolamenduen arteko gurutzapenen eraginkortasuna tartekoa zen. T0 arrazako andui multzo nagusiak patatari eragiten dionez, neguko iturri fidagarria du - patata tuberkuluak. Horren ondorioz, oosporak patatatik datozen populazioentzako neguko unitate infekziosoen garrantzia txikia da. Egokitutako "tomate forma" tomatearen gainean neguak egiteko gai da oosporak moduan (ikus beherago) eta, beraz, sexu prozesuaren produktibitate handiagoa mantentzen du. Ugalkortasun handia duenez, T1-k tomateen lehen infekziorako potentzial independentea du. Knapova et al.-Ek (Knapova et al., 2002) lortutako emaitzak modu berean interpreta daitezke. Patatatik isolatutako andui gurutzeak tomatetik ateratako anduekin eman ziren oospora kopuru handiena - 13,8 Mm bakoitzeko. ertaina (5-19 hedapenarekin) eta oosporak ernetzeko ehuneko tartekoa (6,3 0-24 hedapenarekin). Tomatetik isolatutako anduien gurutzapenek eman zuten oospora portzentajerik txikiena (7,6 4-12 hedapenarekin), haien ernetze portzentaje altuena (10,8). Patatatik isolatutako anduien arteko gurutzeak tarteko oospora kopurua eman du (8,6 datu sakabanaketa handiarekin - 0-30) eta oosporeen ernetze portzentaje txikiena (2,7). Beraz, patataren anduiak tomatearena baino gutxiago emankorrak dira, baina populazioen arteko gurutzeak ez dituzte emaitzarik okerragoak eman intrapopulaziokoak baino. Baliteke Bagirova et al-ek aipatutako datuekiko aldeak egotea. mendeko 90eko hamarkadan isolatutako anduiekin lan egin zuten Errusiako ikertzaileek eta Suitzako ikerlariek 90eko hamarkadaren amaieran isolatutako anduiekin lan egin zuten.
Ugalkortasun txikiaren oinarria anduen heteroploidia izan daiteke. Mexikoko populazioetan, sexu prozesua eta oosporeen ondorengoen lehen infekzioa erregularrak badira, P. Infestans-en aztertutako andui gehienak diploideak badira, Mundu Zaharreko ploidiaren polimorfismo intrapopulazioko herrialdeetan (andui di-, tri- eta tetraploideak, baita heteroploide nukleoak dituzten andui heterokariotikoak ere). , eta estaltze mota desberdinak dituzten tentsioak, hau da, elkar emankorrak, ploidia nuklearraren arabera desberdinak dira (Therrien et al., 1989, 1990; Whittaker et al., 1992; Ritch, Daggett, 1995). Antheridia eta oogoniaren nukleoen aniztasuna ugalkortasun txikiaren arrazoia izan daiteke.
Anastomosietan hifen arteko truke nuklearrei dagokienez, bateraezintasun begetatiboak eragozten du, populazio asexualak genetikoki isolatutako klon askotan zatitzen baititu (Poedinok eta Dyakov, 1987; Gorbunova et al., 1989; Anikina et al., 1997b).
7) Populazioen konbergentzia. Aurreko datuek adierazten dute P. infestans anduien "patata" eta "tomatea" arteko hibridazioa posible dela. Ostalari desberdinen elkarrekiko berrinfekzioa ere posible da, nahiz eta erasokortasun txikiagoa izan.
1993an ondoko patata eta tomate soroetako isolamenduetako populazio markatzaileen azterketak erakutsi zuen tomate hostoetatik isolatutako isolamenduen laurden bat inguruko patata zelai batetik transferitu zela (Dolgova et al., 1997). Teorian, bi ostalarien populazioen dibergentzia handitu egingo litzatekeela eta forma intraespezifiko espezializatuak (f.sp. patata eta f.sp. tomatea) agertuko liratekeela suposa liteke, batez ere oosporak landare-hondakinetan iraun dezaketelako (Drenth et al., 1995 ; Bagirova, Dyakov, 1998) eta tomate haziak (Rubin et al., 2001). Ondorioz, gaur egun tomateak udaberrian birsortzeko iturria dute patata tuberkuluekiko independentea.
Hala ere, dena modu desberdinean gertatu zen. Neguko neguak oosporei esker, parasitoak bere bizitzako zikloaren etapa estuena saihestu dezake - lurzoruko landarediaren etapa monoziklikoa, propietate parasitoak gutxitzen diren bitartean, udan fase poliziklikoan pixkanaka leheneratzen direnak.
Taula 11. Birulentzia geneen maiztasunak patata bereizteko barietateetara P. infestans anduietan
Herriko | Urtea | Tentsioetako birulentzia geneen batez besteko kopurua | Egilea | |
patatetatik | tomatetik | |||
France | 1995 | 4.4 | 3.3 | Leberton et al., 1999 |
1996 | 4.8 | 3.6 | Leberton, Andrivon, 1998 | |
Frantzia, Suitza | 1996-97 | 6.8 | 2.9 | Knapova, Gisi, 2002 |
USA | 1989-94 | 5 | 4.8 | Goodwin et al., 1995 |
AEB, Zap. Washington | 1996 | 4.6 | 5 | Dorrance et al., 1999 |
1997 | 6.3 | 3.5 | " | |
Ekuador | 1993-95 | 7.1 | 1.3 | Oyarzun et al., 1998 |
Israel | 1998 | 7 | 4.8 | Cohen, 2002 |
1999 | 6 | 5.7 | " | |
2000 | 6.7 | 6.1 | " | |
Errusia, Mosk. eskualdea | 1993 | 8.9 | 6.7 | Smirnov, 1996 |
Errusia, eskualde desberdinak | 1995 | 9.4 | 8 | Kozlovskaya eta beste. |
1997 | 9.2 | 9.2 | " | |
2000 | 8.7 | 4.8 | " |
Oosporak ernetzen dituzten lehen zoosporangia eta zoosporak jarduera parasito handia dute, batez ere kontrako estaltze mota duten tentsioko feromonen eraginez partospenogenetikoki eratzen badira. Hori dela eta, oosporaz kutsatutako hazietatik hazitako tomate-landareen material infekziosoa oso patogena da tomate zein patataren kasuan.
Aldaketa hauek populazioaren beste berregituraketa bat eragin zuten, ikuspegi epidemiologikotik datozen aldaketa garrantzitsuetan adierazita:
- Kutsatutako tomate plantulak patataren lehen infekzio iturri garrantzitsu bihurtu dira (Filippov, Ivanyuk, mezu pertsonalak).
- Patataren epifitotiak ekainean hasi ziren ikusten, ohi baino hilabete inguru lehenago.
- Patata landaketetan, T1 arrazaren portzentajea handitu egin zen, lehenago han aurkitu zena kopuru eskasean (Ulanova et al., 2003).
- Tomate hostoetatik isolatutako anduiek birulentzian patata-anduiengandik desberdintzeari utzi zioten birulentzia geneen bereizle patatetan eta tomate gainean ez ezik, patatan ere "patata" anduiak gainditzen hasi ziren (Lavrova et al., 2003; Ulanova et al. , 2003).
Horrela, dibergentziaren ordez, populazioen konbergentzia gertatu zen, bi espezieekiko birulentzia eta erasokortasun handia duten bi landare ostalarietan populazio bakarra agertzea.
Ondorioa
Beraz, 150 urte baino gehiagotan P. infestans-en azterketa intentsiboa egin arren, biologian, landare solanazeo landatuen gaixotasun garrantzitsuenen eragile honen eragile honen biztanleriaren biologia barne, oraindik ezezaguna da. Ez dago argi nola bizi-zikloaren etapa indibidualen igarotzeak populazioen egituran nola eragiten duen, zein diren agresibitatearen eta birulentziaren aldakortasun kanalizatuaren mekanismo genetikoak, zein den ugalketa eta ugalketa klonikoen sistemen ratioa populazio naturaletan, nola bateraezintasun begetatiboa heredatzen den, zer papera eta tomateen papera laborantza hauen lehen infekzioan eta zein da haien eragina parasitoen populazioen egituran. Orain arte, bizkarroiaren agresibitatea aldatzeko mekanismo genetikoak edo patata erresistentziarik ez duten higadura bezalako arazo praktiko garrantzitsuak ez dira konpondu. Patataren tizaren berantiar ikerketan sakontzea eta hedatzearekin batera, parasitoak erronka berriak planteatzen dizkie ikertzaileei. Hala ere, gaitasun esperimentalen hobekuntzak, geneekin eta proteinekin manipulatzeko ikuspegi metodologiko berrien agerpenak planteatutako galderen irtenbide arrakastatsua lortzeko itxaropena ahalbidetzen digu.
Artikulua "Potato Protection" aldizkarian argitaratu zen (3eko 2017. zk.)