Objev horizontálního přenosu chromozomů: nebezpečí pro rostliny!

Objev horizontálního přenosu chromozomů: nebezpečí pro rostliny!

Současný výzkum na Christian Albrechts University v Kielu (CAU) otevírá nové perspektivy v biologii rostlinných patogenů. Ana Cristina Barragán, která pracovala jako postdoktorandka v Sainsbury Laboratory v Norwichi, zjistila, že houba Magnaporthe oryzae může přijímat chromozomy z příbuzných divokých travních hub. Tento proces, známý jako horizontální přenos chromozomů, má za následek zvýšenou patogenitu M. oryzae, hlavního škůdce plodin. Hlasitý uni-kiel.de Tento důkaz významně mění předchozí názory na adaptabilitu hub poškozujících rostliny.

Horizontální přenos genů, jak je tento proces také znám, označuje předávání genetické informace mezi existujícími organismy, a představuje tak jiný mechanismus genetické výměny než vertikální přenos z rodičů na potomky. Tento typ přenosu byl zvláště dobře studován u bakterií, ale stále více se zkoumá pouze u hub. Barragán zdůrazňuje, že poznatky získané z jejího výzkumu pomohou lépe porozumět vývoji chorob rostlin.

Výzkumné přístupy a otázky

Barragánova skupina Emmy Noether bude pracovat transdisciplinárním způsobem a bude kombinovat přístupy z molekulární genetiky, biologie chromatinu, patologie rostlin, genomiky a evoluční biologie. Jedna z hlavních výzkumných otázek bude řešit roli přenesených chromozomů v evoluční adaptaci a patogenitě M. oryzae. Dalšími tématy jsou molekulární mechanismy přenosu chromozomů mezi cizími houbami a dlouhodobé účinky horizontálního přenosu genů na evoluci chorob rostlin.

Cílem je získat hlubší vhled do plasticity genomu hub a jeho adaptability. Tyto poznatky budou použity k vývoji nových strategií ochrany rostlin a zlepšení odolnosti plodin. Barragán bude úzce spolupracovat s Remcem Stamem, profesorem fytopatologie na ČAU. Program Emmy Noether je navržen tak, aby podporoval mladé výzkumníky a pomohl jim vybudovat si vlastní výzkumný profil.

Nové objevy v oblasti patologie rostlin

Nedávno publikovaná studie v časopise Molecular Biology and Evolution navíc zkoumala genetické mechanismy ovlivňující klonální linie rostlinných patogenů. Tato práce ukazuje, že M. oryzae, známá také pod synonymem Pyricularia oryzae, je schopna horizontálního přenosu minichromozomů. Příkladem toho je 1,2 Mb horizontálně přenesený minichromozom, který je sdílen mezi rýžovými izoláty a indickou husou (Eleusine indica). Události přenosu minichromozomů byly zdokumentovány nejméně devětkrát za posledních 300 let ( pubmed.ncbi.nlm.nih.gov ).

Tyto výsledky podporují hypotézu, že populace hub infikujících divoké trávy působí jako genetické rezervoáry pro evoluci epidemických klonálních linií, které infikují plodiny. Tyto objevy demonstrují důležitost horizontální výměny genetických informací při adaptaci a evoluci rostlinných patogenů.

Souhrnně řečeno, výzkum Barragán a jejího týmu zásadním způsobem přispívá k rozšíření našeho chápání horizontálního přenosu genů. Zvláště důležité je, že tyto procesy jsou v přírodě rozšířené a ovlivňují všechny živé organismy, včetně rostlin. Vzhledem k pokrokům v sekvenování nové generace, jako jsou ty zdokumentované v pmc.ncbi.nlm.nih.gov nabízejí nové přístupy ke studiu horizontálního genového přenosu a jeho biologických účinků.