Studie zeigt, dass Krankheitserreger von einer Population auf eine andere übertragen werden

Laut zwei neuen UC Riverside-Studien gedeihen heimische Pflanzen und nicht-heimische Nutzpflanzen in unmittelbarer Nähe zueinander nicht gut und locken Schädlinge an, die Krankheiten hin und her verbreiten.

„Wir haben die Landschaft verändert und dadurch Möglichkeiten für die Vermehrung von Krankheitserregern geschaffen“, sagte Kerry Mauck, Entomologe am UCR und Mitautor der Studien. „Wir haben Krankheitserreger eingeführt, die einheimische Pflanzen schädigen, und auf der anderen Seite haben wir endemische Krankheitserreger, die mutieren und Nutzpflanzen infizieren. »

Ein neuer Artikel, der in der Zeitschrift veröffentlicht wurde, veranschaulicht dieses letztere Szenario Phytopathologie dokumentiert das Vorkommen eines bakteriellen Krankheitserregers in kalifornischen Wildpflanzen, der Nachtschattengewächse wie Tomaten, Kartoffeln und Paprika befällt.

Der Erreger, Candidatus liberibacter solanacearum oder CLso, ist mit dem Erreger verwandt, der die Citrus-Greening-Krankheit verursacht, eine Krankheit, die Zitruspflanzen tötet und für die es keine Heilung gibt. CLso wird wie die Vergrünung von Zitrusfrüchten durch ein kleines fliegendes Insekt namens Flohsamen auf Pflanzen übertragen.

CLso verursacht eine Kartoffelkrankheit namens Zebrachip, die Knollen verformt, sie unverkäuflich macht und die Ernteerträge um bis zu 90 % verringert. Diese Krankheit trat erstmals in den 2000er Jahren auf und verbreitete sich schnell im ganzen Land.

„Wir wollten wissen, warum diese Krankheit in den Vereinigten Staaten so plötzlich auftrat. Der Psylla-Vektor ist hier vorhanden. Er ist ein Einheimischer. „Wir fragten uns, ob der Erreger auch schon länger hier war, als wir dachten“, sagte Mauck.

Um diese Frage zu beantworten, besuchte das Forschungsteam mehrere Naturschutzgebiete der University of California, ein Netzwerk von Wildnisgebieten, die für akademische Zwecke verwaltet werden. Sie nahmen von jedem besuchten Standort Proben von Pflanzen aus der Familie der Nachtschattengewächse und untersuchten auch konservierte Herbariumexemplare aus den 1970er Jahren.

Der Erreger war in 15 bis 20 Prozent der untersuchten Pflanzen vorhanden, es ist jedoch nicht bekannt, dass die gefundenen Formen Nutzpflanzen befallen. Darüber hinaus ist nicht bekannt, dass die Wildform des Erregers die Pflanzen, in denen er lebt, schädigt. Allerdings verursacht die Form, die Nutzpflanzen befällt, Krankheiten.

Mit anderen Worten: CLso-Varianten, die in Wildpflanzengemeinschaften vorkommen, breiten sich nicht auf landwirtschaftlichen Feldern aus. Forscher erhielten kürzlich Fördermittel vom US-Landwirtschaftsministerium, um auf molekularer Ebene zu verstehen, was sich änderte, als der Krankheitserreger mutierte, um Nutzpflanzen infizieren zu können.

„Was hat sich geändert, um diesen Erreger problematisch zu machen? Welche Proteine ​​unterscheiden sich in gutartigen und virulenten Varianten? Womit interagieren sie in der Pflanze? Wenn wir Antworten auf diese Fragen finden, können wir verstehen, wie Pflanzen Krankheiten widerstehen und ihnen helfen“, sagte Mauck.

In einer verwandten Studie, die in der veröffentlicht wurde Überprüfung der PhytobiomeMauck und Kollegen untersuchten die mögliche Übertragung viraler Krankheitserreger von landwirtschaftlichen Feldern auf wilde Kürbispflanzen in UC-Schutzgebieten.

„Pflanzen wie Kürbis, Melonen und Kartoffeln locken Blattläuse und Weiße Fliegen an, die Viren von Nutzpflanzen auf Wildpflanzen übertragen können“, sagte Mauck.

„Viele in Nutzpflanzen vorkommende Viren sind in der Region sehr neu, da sie erst in den letzten zwei Jahrzehnten eingeschleppt wurden. Wenn diese Viren von Nutzpflanzen in wilde Gebiete gelangen, könnten einheimische Pflanzen mit neuen Krankheitserregern bombardiert werden, denen sie noch nie zuvor begegnet sind. »

Für dieses Projekt beprobten die Forscher erneut Pflanzen aus UC-Schutzgebieten sowie dem Anza-Borrego-Wüsten-Nationalpark. Bis zu 80 Prozent der wilden Kürbispflanzen, die sie beprobten, waren mit einem Virus infiziert, der nicht in Kalifornien heimisch ist und als Cucurbit Aphid-borne Yellows Virus oder CABYV bezeichnet wird.

Als Forscher diese Virusinfektionen untersuchten, stellten sie fest, dass CABYV das Pflanzenwurzelwachstum hemmt, ein Problem für besonders trockene und heiße Sommerumgebungen wie Südkalifornien.

„Wenn Pflanzen keine Wurzeln entwickeln können, haben sie keinen Zugang zum Grundwasser und können kein Wasser in ihren Wurzeln speichern. Wildkürbisse gehören zu den wenigen Pflanzenarten, die im Sommer wachsen und Ressourcen liefern, weshalb sie stark von anderen Organismen genutzt werden“, sagte Mauck. „Sie sind Autobahnen für Ameisen. Sie liefern Nektar und Pollen. Die Samen werden von gefährdeten Säugetieren gefressen. Sie sind unerlässlich. »

Forscher sagen, dass beide Studien die Bedeutung der Zusammenarbeit von Landverwaltern, Züchtern und Pflanzenliebhabern hervorheben, um die Einschleppung von Pflanzenpathogenen in neue Räume zu reduzieren.

„Pflanzenpathogene können überall gefunden werden. Wenn wir Pflanzen zu kommerziellen Zwecken transportieren, riskieren wir auch die Einschleppung von Krankheitserregern. „Wir müssen sicherstellen, dass wir nur Pflanzen transportieren, die diese unerwünschten Gäste nicht enthalten“, sagte Mauck.

„Die Untersuchung, wie sich Pflanzenpathogene bewegen, in Pflanzen zusammenleben und im Laufe der Zeit mutieren, kann uns dabei helfen, das Ziel zu erreichen, unerwünschte Krankheitserregerprobleme sowohl in Nutzpflanzen als auch in Wildpflanzen zu reduzieren.“ »