Ontdekking van horizontale chromosoomoverdracht: gevaar voor planten!

Ontdekking van horizontale chromosoomoverdracht: gevaar voor planten!

Huidig ​​onderzoek aan de Christian Albrechts Universiteit in Kiel (CAU) opent nieuwe perspectieven in de biologie van plantpathogenen. Ana Cristina Barragán, die als postdoctoraal onderzoeker werkte aan het Sainsbury Laboratory in Norwich, heeft ontdekt dat de schimmel Magnaporthe oryzae chromosomen kan ontvangen van verwante wilde grasschimmels. Dit proces, bekend als horizontale chromosoomoverdracht, resulteert in een verhoogde pathogeniteit van M. oryzae, een belangrijke gewasplaag. Luidruchtig uni-kiel.de Dit bewijs verandert de eerdere opvattingen over het aanpassingsvermogen van plantbeschadigende schimmels aanzienlijk.

Horizontale genoverdracht, zoals het proces ook wel bekend staat, verwijst naar het doorgeven van genetische informatie tussen bestaande organismen, en vertegenwoordigt dus een ander mechanisme van genetische uitwisseling dan verticale overdracht van ouders op nakomelingen. Deze vorm van overdracht is bijzonder goed bestudeerd bij bacteriën, maar wordt pas in toenemende mate onderzocht bij schimmels. Barragán benadrukt dat de inzichten uit haar onderzoek zullen bijdragen aan een beter begrip van de evolutie van plantenziekten.

Onderzoeksbenaderingen en vragen

De Emmy Noether-groep van Barragán zal op een transdisciplinaire manier werken, waarbij benaderingen uit de moleculaire genetica, chromatinebiologie, plantenpathologie, genomica en evolutionaire biologie worden gecombineerd. Een van de belangrijkste onderzoeksvragen zal zich richten op de rol van overgedragen chromosomen in de evolutionaire aanpassing en pathogeniciteit van M. oryzae. Andere onderwerpen zijn onder meer de moleculaire mechanismen van chromosoomoverdracht tussen buitenaardse schimmels en de langetermijneffecten van horizontale genoverdracht op de evolutie van plantenziekten.

Het doel is om dieper inzicht te krijgen in de plasticiteit van het schimmelgenoom en het aanpassingsvermogen ervan. Deze bevindingen zullen worden gebruikt om nieuwe strategieën voor gewasbescherming te ontwikkelen en de veerkracht van gewassen te verbeteren. Barragán zal nauw samenwerken met Remco Stam, hoogleraar Fytopathologie aan de CAU. Het Emmy Noether-programma is bedoeld om jonge onderzoekers te ondersteunen en hen te helpen hun eigen onderzoeksprofiel op te bouwen.

Nieuwe ontdekkingen op het gebied van plantenpathologie

Een onlangs gepubliceerde studie in het tijdschrift Molecular Biology and Evolution onderzocht bovendien genetische mechanismen die de klonale afstammingslijnen van plantpathogenen beïnvloeden. Dit werk laat zien dat M. oryzae, ook bekend onder het synoniem Pyricularia oryzae, in staat is tot horizontale overdracht van minichromosomen. Een voorbeeld hiervan is een horizontaal overgedragen minichromosoom van 1,2 Mb dat wordt gedeeld tussen rijstisolaten en Indiase ganzenvoet (Eleusine indica). Mini-chromosoomoverdrachtsgebeurtenissen zijn de afgelopen 300 jaar minstens negen keer gedocumenteerd ( pubmed.ncbi.nlm.nih.gov ).

Deze resultaten ondersteunen de hypothese dat populaties van blastschimmels die wilde grassen infecteren, fungeren als genetische reservoirs voor de evolutie van epidemische klonale lijnen die gewassen infecteren. Deze ontdekkingen tonen het belang aan van de horizontale uitwisseling van genetische informatie bij de aanpassing en evolutie van plantpathogenen.

Samenvattend levert het onderzoek van Barragán en haar team een ​​cruciale bijdrage aan het vergroten van ons begrip van horizontale genoverdracht. Wat vooral belangrijk is, is dat deze processen wijdverspreid van aard zijn en alle levende organismen, inclusief planten, beïnvloeden. Gezien de vooruitgang op het gebied van sequencing van de volgende generatie, zoals die gedocumenteerd in pmc.ncbi.nlm.nih.gov bieden nieuwe benaderingen voor het bestuderen van horizontale genoverdracht en de biologische effecten ervan.