Upptäckt av horisontell kromosomöverföring: fara för växter!

Upptäckt av horisontell kromosomöverföring: fara för växter!

Aktuell forskning vid Christian Albrechts University i Kiel (CAU) öppnar upp för nya perspektiv i växtpatogeners biologi. Ana Cristina Barragán, som arbetade som postdoktor vid Sainsbury Laboratory i Norwich, har upptäckt att svampen Magnaporthe oryzae kan ta emot kromosomer från besläktade vilda grässvampar. Denna process, känd som horisontell kromosomöverföring, resulterar i ökad patogenicitet hos M. oryzae, en stor växtskadegörare. Högt uni-kiel.de Dessa bevis förändrar avsevärt tidigare syn på anpassningsförmågan hos växtskadande svampar.

Horisontell genöverföring, som processen också är känd, hänvisar till överförandet av genetisk information mellan existerande organismer, och representerar således en annan mekanism för genetiskt utbyte än vertikal överföring från föräldrar till avkomma. Denna typ av överföring har studerats särskilt väl hos bakterier, men forskas bara i allt större utsträckning på svampar. Barragán betonar att insikterna från hennes forskning kommer att bidra till att utveckla en bättre förståelse för utvecklingen av växtsjukdomar.

Forskningsmetoder och frågor

Barragáns Emmy Noether-grupp kommer att arbeta på ett transdisciplinärt sätt och kombinera tillvägagångssätt från molekylär genetik, kromatinbiologi, växtpatologi, genomik och evolutionär biologi. En av de viktigaste forskningsfrågorna kommer att ta upp rollen av överförda kromosomer i den evolutionära anpassningen och patogeniciteten av M. oryzae. Andra ämnen inkluderar de molekylära mekanismerna för kromosomöverföring mellan främmande svampar och de långsiktiga effekterna av horisontell genöverföring på utvecklingen av växtsjukdomar.

Syftet är att få djupare insikter i svampens genoms plasticitet och dess anpassningsförmåga. Dessa resultat kommer att användas för att utveckla nya strategier för växtskydd och förbättring av grödors motståndskraft. Barragán kommer att arbeta nära Remco Stam, professor i fytopatologi vid CAU. Emmy Noether-programmet är utformat för att stödja unga forskare och hjälpa dem att bygga sin egen forskningsprofil.

Nya upptäckter inom området växtpatologi

En nyligen publicerad studie i tidskriften Molecular Biology and Evolution undersökte dessutom genetiska mekanismer som påverkar klonala linjer av växtpatogener. Detta arbete visar att M. oryzae, även känd under synonymen Pyricularia oryzae, är kapabel till horisontell överföring av minikromosomer. Ett exempel på detta är en 1,2 Mb horisontellt överförd minikromosom som delas mellan risisolat och indisk gåsfot (Eleusine indica). Minikromosomöverföringshändelser har dokumenterats minst nio gånger under de senaste 300 åren ( pubmed.ncbi.nlm.nih.gov ).

Dessa resultat stöder hypotesen att sprängsvamppopulationer som infekterar vilda gräs fungerar som genetiska reservoarer för utvecklingen av epidemiska klonala linjer som infekterar grödor. Dessa upptäckter visar vikten av horisontellt utbyte av genetisk information i anpassningen och utvecklingen av växtpatogener.

Sammanfattningsvis ger Barragán och hennes teams forskning ett avgörande bidrag till att utöka vår förståelse av horisontell genöverföring. Det som är särskilt viktigt är att dessa processer är utbredda i naturen och påverkar alla levande organismer, inklusive växter. Givet framsteg inom nästa generations sekvensering, såsom de som dokumenteras i pmc.ncbi.nlm.nih.gov, erbjuder nya metoder för att studera horisontell genöverföring och dess biologiska effekter.