Forscher am Center for Crop and Disease Management (CCDM) haben eine neue Methode zum Nachweis von Fungizidresistenzen entwickelt, mit der sie in nur einem Test mehrere bekannte und neue Mutationen nachweisen können.
Dank einer gemeinsamen Investition der Curtin University und des GRDC konnten die Forscher des CCDM mithilfe eines tragbaren DNA-Sequenzierungsgeräts namens MinION von Oxford Nanopore Technologies im Vereinigten Königreich Mutationen der Fungizidresistenz schnell und genau erkennen, darunter auch unbekannte Mutationen, die mit herkömmlichen Methoden möglicherweise nicht erkannt werden.
Die Forschung war veröffentlicht In Wissenschaftliche Berichte.
CCDM-Forscherin und Hauptautorin Dr. Katherine Zulak sagte, dass traditionelle Techniken zur Identifizierung von Mutationen in Krankheitserregern oft arbeits- und zeitintensive Prozesse beinhalten und sich auf das Screening nur auf bereits bekannte Mutationen beschränken.
„Die Netzfleckenkrankheit der Gerste gibt es in zwei Formen: die Fleckenform und die Netzfleckenkrankheit, jede mit ihrem eigenen Satz unterschiedlicher Mutationen“, sagte Dr. Zulak.
„Darüber hinaus können bei dem speziellen Zielgen, das wir untersucht haben, Mutationen in zwei verschiedenen Regionen auftreten, die wiederum beide ihre eigene Reihe von Mutationen aufweisen.
„Jedes Mal, wenn wir eine Probe auf Fungizidresistenz untersuchen mussten, mussten wir bisher Tests für jede dieser möglichen Mutationen durchführen.
Bildnachweis: Grains Research and Development Corporation
„Um diesen zunehmend komplizierten Prozess zu vereinfachen, haben wir Nanopore MinION verwendet, um Fungizid-Zielgene zu sequenzieren und eine umfassende Karte aller möglichen Mutationen bereitzustellen, die auch solche enthalten kann, die wir zuvor nicht identifiziert hatten.
„Bei der Entwicklung dieser Methode haben wir beispielsweise eine kürzlich entdeckte Variante einer bekannten Mutation gefunden. Dabei handelt es sich um eine Mutationsart, die mit herkömmlichen Methoden unbemerkt bleiben könnte.“
Dr. Zulak sagte, dass weitere Forschung und Entwicklung erforderlich seien, bevor der Nachweis von Fungizidresistenzen im Feld Realität werden könne. Die Daten der sequenzierten Zielgene könnten jedoch zu einer nationalen Ressource beitragen, die von zukünftigen Forschern kontinuierlich genutzt werden kann.
„Die Landschaft der Fungizidresistenzen verändert sich ständig und diese Technologie vereinfacht unseren Prozess zur Erkennung von Fungizidresistenzen und stellt sicher, dass wir in der Lage sind, neue Mutationen zu erkennen, sobald sie auftreten. Dadurch sind wir in einer besseren Position, dieses Problem anzugehen, wenn es sich weiterentwickelt.
„Indem wir Regionen im Genom des Krankheitserregers sequenzieren, sammeln wir nicht nur Daten für die aktuelle Forschung, sondern schaffen auch eine Ressource für zukünftige Studien. Diese genetischen Informationen können in nationalen Datenbanken gespeichert werden, bieten Forschern einen Referenzpunkt für nachfolgende Projekte und stellen sicher, dass zukünftige Bemühungen auf unserem vorhandenen Wissen aufbauen.“
Professor Mark Gibberd, Direktor des CCDM, betonte das Engagement des Zentrums bei der Suche nach neuen Werkzeugen und Ressourcen, die die Bekämpfung dieses Problems beschleunigen und die Fähigkeit der Branche verbessern können.
„Innovation ist der Kern unseres Forschungszentrums und dieses Projekt ist ein großartiges Beispiel für unsere Fähigkeit, Inspiration aus unterschiedlichsten Bereichen zu schöpfen, um die größten Herausforderungen im Bereich der Getreidekrankheiten zu bewältigen“, sagte Professor Gibberd.
„Die Forschungsinvestitionen in Australien machen nur einen kleinen Bruchteil der weltweiten Forschungsinvestitionen aus. Durch die internationalen Partnerschaften, Co-Investitionen und Kooperationen von CCDM konnten wir die Ergebnisse der globalen F&E nutzen, um erstklassige Innovationen und Lösungen zum Nutzen der australischen Landwirtschaft zu entwickeln.“
Weitere Informationen:
Katherine G. Zulak et al., Nutzung der Sequenzierung langer Leseabschnitte zur Erkennung von Azolfungizid-Resistenzmutationen in Pyrenophora teres unter Verwendung einzigartiger molekularer Identifikatoren, Wissenschaftliche Berichte (2024). DOI: 10.1038/s41598-024-56801-z
Zur Verfügung gestellt von Grains Research and Development Corporation