Bitki Patologlarının Bakteriler Üzerindeki Alışılmadık Evrensel Geçiş Keşfi… - Mikrobiyoloji ve Parazitoloji Haberleri
Toprakta çoğunlukla bitkiler ile ilintili zararsız türler vardır fakat birkaç patojenik tür de olabilir. Oregon Eyalet Üniversitesi araştırmacılarından oluşan bir ekip Rhodococcus bakterisinin cinsini tanımlamak için genom dizilimini kullandı. Çalışmalar sonucunda elde edilen veriler bugün eLife dergisinde yayınlandı .
Tarım Bilimleri Yüksek Okulunda görev yapan, mikrobiyal genomist ve aynı zamanda bu çalışmanın lideri Jeff Chang, Rhodococcus bakterisinde "iyi" ile "kötü" arasındaki geçişin plazmid olarak bilinen DNA molekülleri tarafından gerçekleşmesinin mümkün olduğunu belirtti.
Plazmid bakteri kromozomundan bağımsız olarak muhafaza edilmiş bir DNA molekülüdür.
Chang, geçişin bu denli kolay olmasını olağandışı buldu ve fidanlıklar için zorlu bir mücadele gerektiğini belirterek bu konudaki fikirlerini aşağıdaki şekilde ifade etti:
"İyi huylu suşlar hastalık semptomları şeklinde yorumlanabilecek bitkilerin yetişmesine sebep olur. Bu noktada bizler Rhodococcus bakterisinin yararlı ve zararlı üyelerinin bir bitkiden diğer bitkiye ve bir fidanlıktan diğer fidanlığa nasıl geçtiğinin izini sürdük. "
Rhodococcus, öncelikle Shasta papatya, kasımpatı ve yavşanotunun dahil olduğu uzun ömürlü otsu bitkileri hasta ediyor. Genellikle enfekte olmuş odunsu bitki daha az görülür fakat onlar da kelebek fundası ve yalancı arnıç sakalı içerir.
Chang, plazmidlerin hareketleri ile evrimsel geçişin gerçekleştiğini ve bu şekilde fidanlık ve diğer ortamlarda yeni patojenik Rhodococcus soylarının oluşabileceği fikrini savundu.
Bu çalışma sonuçları, Oregon’nun 900 milyon dolarlık seracılık ve fidancılık endüstrisinde etkili olabilir. Yapıları bozulmuş bitkiler görüntü olarak estetik değildir aynı zamanda hastalıklı bitkiler yurtdışına gönderilemez bu durumda tek alternatif enfekte olmuş bitkilerin yok edilmesidir.
Fidanlıklarda yaşanan bu soruna karşı yardımcı olmak için, OEÜ moleküler araçlar geliştirdi. Ticari olarak temin edilebilir bu kitler sayesinde kullanıcı yararlı Rhodococcus türü ile patojenik Rhodococcus türleri arasında hızlı ve etkili bir ayrıştırma yapabilir. OEÜ’de moleküler ve hücre biyolojisi alanında mastır derecesine sahip Skylat Fuller tarafından geliştirilmiş moleküler araçlar için OEÜ geçen baharda patent başvurusu yaptı.
Chang laboratuvarında çalışan Dr. Alexandra Weisberg tarafından plazmidlerin Rhodococcus suşları arasındaki hareketlerinin incelenmesi yapıldı. Weisberg plasmid modeller ile çalışmak için genomik araçları kullandı; "Bu plazmidler bir bakteriden diğerine geçebiliyor, bu da hastalığın takip edilmesini zorlaştırıyor. Bu geçişlerin nasıl olduğunu anlamanın anahtarı plazmidlerin kromozomlardan ayrı takip edilmesidir." (Dr. Weisberg)
OEÜ Botanik Kliniği tanı başkanı Melodie Putnam 10 yıldan daha fazla süre Oregon fidanlıklarında çalışmalar yaptı ve bu araştırmasında, enfekte olmuş bitkilerde sıra dışı büyüme sorunlarına sebep olan bakteriyi doğru tayin etmek için çalıştı.
" Çoğu zaman Rhodococcus semptomlarını fark etmek kolay değil. Biz bu çalışamaya kadar Rhodococcus’un fidanlıklarda nasıl bir davranış gösterdiğini bilmiyorduk. Fidanların diğer fidanlardan hastalığı alıp almadığını, yeniden enfekte olmuş alanda popülasyon olup olmadığını bilmiyorduk. Oysa şimdi elimizde farklı senaryolar için net bir tablo var " (M.Putnam)
Putnam 2014 yılında, başka üniversitede görev yapan, antep fıstığı ağacında tuhaf semptomlar tespit eden bir araştırmacı ile bağlantıya geçti. Ağaçlar kısa ve gürdü, yuvarlak gövdeleri vardı ve aşılanamıyordu. Bu konuyla ilgilenen araştırmacıya göre semptomların sebebi patojenik Rhodococcus’du. Fakat Putnam Plant Clinic’e gönderilen 100 veya daha fazla hastalıklı bitkide sadece patojen olmayan bakteri suşları tespit etti.
Putnam ve onun araştırma ekibi ile Elizabeth Savory önderliğindeki Chang's laboratuvar araştırmacıları ve Fuller birlikte çalıştılar. Bu iki grup antep fıstığına yerleşmiş bakterileri inceledi ve bu bakterileri birkaç bitki türü üzerinde test ettiler. Test sonuçları birbirine benzer sonuçlar verdi: Antep fıstığı bitkisinden elde edilen suşlar nan-patojenik görünüyor.
" Antep fıstığı üzerinden elde ettiğimiz bu suşların genellikle bizim bitkiler üzerinde yararlı etkilere sahip bakteri suşları olduğunu gösteren ilk endikasyonumuz oldu." (Savory, şuan Oregon Tarım Bakanlığı bitki Sağlığı Müdürü olarak görev yapıyor)
Daha fazla bilgi için: Elizabeth A Savory et al, Evolutionary transitions between beneficial and phytopathogenic Rhodococcus challenge disease management, eLife (2017). DOI: 10.7554/eLife.30925
Referans Dergi: eLife
Oregon Eyalet Üniversitesi tarafından sunulmuştur.
12 Aralık 2017, Chris Braman