Die genomische Überwachung identifiziert den globalen Stamm des neu auftretenden Weizenkrankheitspilzes

Schädlinge und Krankheiten können die weltweiten Weizenerträge um über 20 % verringern. Eine Studie, die am 11. April im Open-Access-Journal veröffentlicht wurde PLOS-Biologie von Sergio Latorre vom University College London, UK, und Kollegen schlagen vor, dass die genomische Überwachung ein wirksames Instrument zum Krankheitsmanagement sein kann, mit der Fähigkeit, Abstammungslinien von neu auftretenden Pflanzenkrankheiten zu verfolgen und genetische Merkmale für die Züchtung krankheitsresistenter Linien zu identifizieren.

Weizenkulturen auf der ganzen Welt sind durch die Weizenexplosion, eine aufkommende Pilzkrankheit, bedroht. Die Strategien zur Behandlung der Krankheit waren jedoch erfolglos. Um die Genotypen und Abstammungslinien neu auftretender Krankheitserreger besser zu verstehen, führten die Forscher sowohl Genomanalysen als auch Laborexperimente durch. Sie haben das Genom des pandemischen Weizenbrandpilzes genotypisiert und sequenziert und verschiedene Weizenlinien auf genetische Resistenz gegen Brandpilze und Anfälligkeit für Fungizide getestet.

Die Forscher fanden heraus, dass das jüngste Auftreten des Weizenbrandpilzes in Asien und Afrika durch eine einzige klonale Abstammungslinie des Weizenbrandpilzes verursacht wurde und dass die Ausbrüche in Sambia und Bangladesch unabhängig voneinander entstanden sind. Sie zeigen auch, dass Weizensorten, die das Rmg8-Gen tragen, resistent gegen diesen Pilzstamm sind und dass der Pilz empfindlich auf das Fungizid Strobilurin reagiert. Diese Ergebnisse zeigen, wie die genomische Überwachung Pflanzenzüchtern helfen kann, Merkmale effektiver auszuwählen, um krankheitsresistente Linien zu entwickeln.

Die Forschung kann neue Werkzeuge liefern, um neu auftretenden Pflanzenpathogenen entgegenzuwirken. Zukünftige Studien sind jedoch erforderlich, um die Wahrscheinlichkeit zu untersuchen, dass Pflanzenkrankheiten Resistenzen gegen Pestizide und Fungizide entwickeln, und um andere potenzielle Strategien zu bewerten, die die Abhängigkeit von chemischen Zusätzen verringern.

Den Autoren zufolge „ist das Auftreten von Varianten, die schädlicher sind als die derzeitigen Genotypen, innerhalb kurzer Zeit wahrscheinlich. Dies könnte entweder durch Mutationen oder durch sexuelle Rekombination mit endemischen Rotpilzpopulationen geschehen. Solche Varianten könnten eine erhöhte Virulenz und Fungizidtoleranz aufweisen und somit hinzugefügt werden auf die Schwierigkeit bei der Behandlung der Weizenbrandkrankheit. Diese Ergebnisse unterstreichen die Notwendigkeit einer genomischen Überwachung, um die Verfolgung und Überwachung des Weizenbrandpilzes auf globaler Ebene zu verbessern und besorgniserregende Varianten zu identifizieren, sobald sie auftreten.“

Co-Autorin Sophien Kamoun fügt hinzu: „Dieses Projekt baut auf dem Paradigma auf, das am besten durch die COVID-19-Pandemie veranschaulicht wird, dass die genomische Überwachung der koordinierten Reaktion auf den Ausbruch von Infektionskrankheiten eine einzigartige Dimension hinzufügt. Wir müssen wachsam bleiben und die genomische Überwachung fortsetzen Weizenexplosion in Afrika und Asien, um besorgniserregende Varianten (VOCs) zu identifizieren, sobald sie auftauchen.