Fusarium xylarioides, torpaqdan yayılan bir göbələk, qəhvə bitkilərinə əhəmiyyətli zərər vurma tarixi olan "Qəhvə solğunluğu xəstəliyinə" səbəb olur. 1920-ci illərdə müvafiq şəkildə idarə olunan xəstəliyin alovlanmaları var idi. Bununla belə, xəstəlik vaxtında yenidən birləşərək məhsula ciddi ziyan vuran epidemiyalara səbəb oldu. Əvvəlki tədqiqatlar göstərmişdi ki, törədici göbələk növü əlaqəli növdən genlər əldə etməklə təkamül etmiş ola bilər. 5 dekabr 2024-cü ildə nəşr olunan bir araşdırma təsdiq etdi ki, qəhvə solğunluğu xəstəliyinin alovlanmasının yenidən baş verməsi, əlaqəli göbələk növü Fusarium oxysporum-dan Fusarium xylarioides törədicisi növünə üfüqi gen köçürmələri ilə əlaqədardır ki, bu da səbəbkar göbələk növlərinin təkamülləşməsinə və uyğunlaşmasına imkan verir. bitkiləri yoluxdurmaq üçün əlamətlər epidemiyaların yenidən ortaya çıxmasına və qəhvənin zədələnməsinə səbəb olur bitkilər.
Genetik mühəndislikdə yeni gen və ya DNT orqanizmə yeni qabiliyyətlər təqdim etmək üçün plazmidlər və ya dəyişdirilmiş viruslar kimi vektorlardan istifadə edərək süni şəkildə orqanizmin hüceyrəsinə köçürülür.
Təbiətdə gen ötürülməsi və ya genetik məlumatın ötürülməsi nəsillər boyu valideynlərdən nəsillərə şaquli şəkildə çoxalma zamanı baş verir. Bu, eukariotlarda uyğunlaşma və təkamül üçün variasiya əldə etməyə imkan verən ümumi xüsusiyyətdir. Prokaryotlarda, məsələn, bakteriyalarda, genetik materiallar çoxalma olmadan eyni nəsildən olan orqanizmlər arasında üfüqi (və ya yanal) şəkildə ötürülür. Bu, üfüqi gen transferi (HGT) adlanır və bakteriyaların mənfi seçim təzyiqlərinə uyğunlaşmaq və sağ qalmaq üçün təkamül etmək üçün yeni genlər əldə etməsinin yeganə yoludur. Bu, DNT-nin ətraf mühitdən köçürülməsi və onun bakteriya xromosomuna və ya plazmidinə inteqrasiyası (transformasiya) ilə baş verə bilər. Genlər həmçinin bakteriya yoluxduran virus və ya bakteriofaqlar (transduksiya) və ya cinsi pilus vasitəsilə genlərin donor bakteriya hüceyrəsindən alıcı hüceyrəyə birbaşa üfüqi ötürülməsi yolu ilə bir bakteriyadan digərinə üfüqi şəkildə ötürülə bilər (konjuqasiya).
Əsasən prokaryotlarda müşahidə olunsa da, üfüqi gen transferi eukaryotlarla da əlaqələndirilir. Endosimbiozun bakteriya-eukariot geninin ötürülməsi yolu ilə eukaryotik təkamüldə rol oynadığı məlumdur. Eukaryot-eukariote gen transferinin bir neçə nümunəsi sənədləşdirilmişdir.
Horizontal gen transferi fenomeni təkamülə töhfə verdiyi üçün əhəmiyyətlidir. Məsələn, Bu, böyük bir ictimai sağlamlıq problemi olan antibiotiklərə davamlı/çox dərmana davamlı bakteriya suşlarının inkişafına cavabdehdir. Kənd təsərrüfatında, qohum göbələk növləri arasında üfüqi gen transferinin rolu uzun müddətdir qəhvə solğunluğu xəstəliyinin yenidən ortaya çıxmasında şübhəli bilinir.
Qəhvə Solğunluğu Xəstəliyi
Qəhvə mühüm ticarət məhsuludur. Onun qlobal bazar ölçüsünün təxminən 223 milyard dollar olduğu təxmin edilir. Qəhvə bitkisi Coffea cinsinə aiddir. Onun bir çox növü var, lakin Arabica və Robusta növləri qlobal istehsalın çox hissəsini təşkil edən ən populyar növlərdir. Coffea arabica dünya qəhvə istehsalının 60-80%-ni təşkil edir Coffea canephora (ümumiyyətlə Coffea robusta kimi tanınır) təxminən 20-40% təşkil edir.
Qəhvə solğunluğu xəstəliyinə torpaqdan keçən göbələk səbəb olur Fusarium xylarioides qida maddələri üçün hüceyrə divarlarını deqradasiya edən ksilemi kolonizasiya etmək üçün məhsulun kökləri vasitəsilə daxil olur. Bitkilərin solmasına səbəb olan suyun udulmasını maneə törədir. Əlaqədar göbələk Fusarium oxysporum həmçinin, yoluxmuş torpaq vasitəsilə yayılan və bananda Panama xəstəliyi, pomidor damarlarının solğunluğu və s. F. oxysporum kölgə üçün qəhvə ilə kəsilmiş digər bitkilərdə (məsələn, banan) yaşayır, lakin ev sahibi kimi qəhvəni paylaşır F. xylarioides.
1920-ci illərdən bəri Afrikadakı qəhvə bitkiləri qəhvəyə zərərli təsir göstərən vaxtaşırı solğunluq xəstəliyinə məruz qalır. istehsal xüsusilə Efiopiya və Mərkəzi Afrikada fermerlərin dolanışığı. 1920-ci illərdəki ən erkən epidemiyalar müvafiq vasitələrdən istifadə etməklə uğurla idarə olundu, lakin xəstəlik 2000-ci illərdə yenidən ortaya çıxdı. Səbəb göbələk etdi Fusarium xylarioides 1920-ci illərdəki ilk epidemiyalardan sonra təkamülə məruz qalırlar ki, qəhvə bitkilərini yoluxdurmaq qabiliyyətini gücləndirsinlər və epidemiyaların yenidən yaranmasına səbəb olsunlar? Araşdırmalardan buna işarələr var idi F. xylarioides yoluxma qabiliyyətini artırmaq üçün əldə edilmiş genlər.
2021-ci ildə nəşr olunan tarixi genomik araşdırma, arabica və robusta qəhvə bitkilərinin üfüqi köçürmə yolu ilə qismən fərqli effektor genləri əldə etdiyi fikrini dəstəklədi. F. oxysporum. Effektor genləri xəstəliyin yaranmasında iştirak edən molekulları kodlayır. Bu genlər xəstəlik prosesini dəstəkləmək üçün göbələklərin həyat dövrü boyunca ifadə edilir.
5 dekabr 2024-cü ildə nəşr olunan son araşdırmada tədqiqatçılar 13 tarixi ştammın müqayisəli genomik analizini apardılar. F. oxysporum göbələk xəstəliyinə səbəb olan solğunluğun ev sahibi qəhvə bitkilərinə necə uyğunlaşdığını anlamaq. Məlum oldu ki F. Xylarioides dörd fərqli nəsil var: biri arabica qəhvə bitkilərinə uyğunlaşdırılmış, biri robusta qəhvə bitkilərinə uyğunlaşdırılmışdır və əlaqəli qəhvə növlərində yaşayan iki tarixi soy. Bundan əlavə, bu suşlar əlaqəli genlərdən kritik genlər əldə etdilər F. oxysporum, xəstəlik törətməyə imkan verdi F. xylarioides solğunluq xəstəliyinə səbəb olmaq üçün qəhvə bitkilərinin hüceyrə divarlarını parçalamaq. Eukariot-eukariot üfüqi gen transferindən F. oxysporum üçün F. xylarioides birinciyə qəhvə bitkilərini effektiv şəkildə yoluxdurmağa imkan verdi Qəhvə solğunluğunun yenidən ortaya çıxmasını mümkün edir.
Xəstəliyin necə yarandığına dair bu anlayış kənd təsərrüfatı təcrübələrini dəqiq tənzimləmək və bitki xəstəliklərini daha effektiv idarə etmək üçün faydalı ola bilər.
***
References:
- Kolorado Denver Universiteti. Horizontal Gen Transfer – fəaliyyət bələdçisi. Burada mövcuddur https://www.ucdenver.edu/docs/librariesprovider132/a-sync_sl/genetics/upload-2/bacterial-genetics/horizontal-gene-transfer-activity-guide.pdf
- Keeling, P., Palmer, J. Eukaryotik təkamüldə üfüqi gen transferi. Nat Rev Genet 9, 605–618 (2008). https://doi.org/10.1038/nrg2386
- Pek, LD və başqaları. Tarixi genomika ev sahibinə məxsus qəhvə solğunluğu patogeninin Fusarium xylarioides-in çoxsaylı yayılmasının arxasında təkamül mexanizmlərini ortaya qoyur. BMC Genomics 22, 404 (2021). Buraxılış tarixi: 04 iyun 2021. DOI: https://doi.org/10.1186/s12864-021-07700-4
- Pek LD və başqaları. Fusarium göbələk növləri arasında üfüqi köçürmələr qəhvə solğunluğunun ardıcıl yayılmasına kömək etdi. PLoS Biologiyası. Nəşr tarixi: 5 dekabr 2024. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3002480
***
