Fusarium xylarioides, як занбӯруғе, ки аз хок паҳн мешавад, боиси "бемории қаҳва" мегардад, ки таърихи ба зироатҳои қаҳва зарари ҷиддӣ расонидааст. Дар солҳои 1920-ум хуруҷи беморӣ ба амал омад, ки ба таври мувофиқ идора карда шуданд. Бо вуҷуди ин, беморӣ бо мурури замон дубора муттаҳид шуд, ки боиси сар задани авҷҳо гардид, ки ба ҳосил зарари ҷиддӣ расонд. Тадқиқотҳои қаблӣ нишон доданд, ки навъи занбӯруғҳои ангезанда метавонад тавассути ба даст овардани генҳо аз намудҳои ба ҳам алоқаманд эволютсия шуда бошад. Тадқиқоте, ки 5 декабри соли 2024 нашр шудааст, тасдиқ кард, ки дубора пайдо шудани авҷи бемории вилти қаҳва бо интиқоли уфуқӣ аз як намуди fungal Fusarium oxysporum ба намуди ангезандаи Fusarium xylarioides буд, ки имкон дод, ки намудҳои занбӯруғҳои сабабгор эволютсия ва пайдоиши мувофиқро пайдо кунанд. хислатҳои сироят кардани зироатҳо, ки боиси дубора пайдо шудани авҷҳо ва зарар ба қаҳва мегардад растаниҳо.
Дар муҳандисии генетикӣ ген ё ДНК нав ба таври сунъӣ ба ҳуҷайраи организм бо истифода аз векторҳо ба монанди плазмидҳо ё вирусҳои тағирёфта барои ҷорӣ кардани қобилияти нав ба организм интиқол дода мешавад.
Дар табиат интиқоли ген ё интиқоли иттилооти генетикӣ дар такрористеҳсолкунӣ аз волидайн ба наслҳо ба наслҳо ба амал меояд. Ин як хусусияти умумӣ дар эукариотҳо мебошад, ки ба онҳо имкон медиҳад, ки барои мутобиқшавӣ ва эволютсия тағирот ба даст оранд. Аммо дар прокариотҳо, ба монанди бактерияҳо, маводи генетикӣ ба таври уфуқӣ (ё паҳлӯӣ) байни организмҳои як насл бидуни ҷалби дубора интиқол дода мешаванд. Ин интиқоли генҳои уфуқӣ (HGT) номида мешавад ва ягона роҳест, ки бактерияҳо метавонанд генҳои нав ба даст оранд, то ба фишорҳои манфии интихоб мутобиқ шаванд ва барои зинда мондан эволютсия шаванд. Ин метавонад тавассути интиқоли ДНК аз муҳити зист ва ҳамгироии он ба хромосомаи бактериявӣ ё плазмида (трансформатсия) рух диҳад. Генҳо инчунин метавонанд ба таври уфуқӣ аз як бактерия ба бактерияи дигар тавассути вируси сирояткунанда ё бактериофагҳо (трансдуксия) ё тавассути интиқоли мустақими уфуқии генҳо аз ҳуҷайраи бактериявии донор ба ҳуҷайраи реципиент тавассути пилуси ҷинсӣ (конъюгация) интиқол дода шаванд.
Гарчанде ки асосан дар прокариотҳо мушоҳида мешавад, интиқоли уфуқӣ бо эукариотҳо низ алоқаманд аст. Маълум аст, ки эндосимбиоз дар эволютсияи эукариот тавассути интиқоли генҳои бактерия-эукариот нақш бозидааст. Якчанд ҳолатҳои интиқоли генҳои эукариот - эукариот ҳуҷҷатгузорӣ карда шудаанд.
Падидаи интиқоли генҳои уфуқӣ муҳим аст, зеро он ба эволютсия мусоидат мекунад. Масалан, Ин барои таҳияи штаммҳои ба антибиотикҳо тобовар/муқовимат ба бисёр маводи мухаддири бактерияҳо масъул аст, ки як масъалаи асосии тандурустии ҷамъиятӣ мебошад. Дар соҳаи кишоварзӣ нақши интиқоли генҳои уфуқӣ байни намудҳои занбӯруғҳо дер боз дар пайдоиши хуруҷи бемории вилти қаҳва гумонбар шуда буд.
Бемории қаҳва
Қаҳва як зироати муҳими тиҷоратӣ мебошад. Андозаи бозори ҷаҳонии он тақрибан 223 миллиард долларро ташкил медиҳад. Растании қаҳва ба насли Coffea тааллуқ дорад. Он навъҳои зиёде дорад, аммо намудҳои арабика ва робуста маъмултарин барои аксари истеҳсоли ҷаҳонӣ мебошанд. Кофе арабика 60-80% истеҳсоли қаҳва дар ҷаҳонро ташкил медиҳад, дар ҳоле ки Канефораи қаҳва (одатан бо номи Coffea robusta маълум аст) кариб 20—40 фоизро ташкил медихад.
Бемории вилти қаҳва аз як занбӯруғе, ки аз хок паҳн мешавад, ба вуҷуд меояд Fusarium xylarioides ки тавассути решаҳои ҳосил ворид шуда, ксилемаро вайрон мекунад, ки деворҳои ҳуҷайраро барои маводи ғизоӣ вайрон мекунад. Он ба гирифтани об халал мерасонад, ки ба пажмурдани растаниҳо оварда мерасонад. Занбӯруғҳои марбут Fusarium oxysporum инчунин як патогене аз хок аст, ки тавассути хоки зарардида паҳн мешавад ва барои пажмурдани бемории бисёр зироатҳо, аз қабили бемории Панама дар бананҳо, вилти рагҳои помидор ва ғайра масъул аст. F. oxysporum дар дигар растаниҳо (масалан, банан), ки бо қаҳва барои соя бурида шудааст, зиндагӣ мекунад, аммо қаҳваро ҳамчун мизбон мубодила мекунад F. xylarioides.
Аз солҳои 1920 инҷониб, зироатҳои қаҳва дар Африқо ба бемории вилт гирифтор шуда, ба қаҳва таъсири бад мерасонанд. истеҳсолот ва рузгори дехконон, махсусан дар Эфиопия ва Африкаи Марказй. Аввалин авҷҳо дар солҳои 1920-ум бо истифода аз воситаҳои мувофиқ бомуваффақият идора карда шуданд, аммо беморӣ дар солҳои 2000-ум дубора пайдо шуд. Оё fungus сабабгори Fusarium xylarioides пас аз сар задани авҷи аввал дар солҳои 1920 таҳаввулотро аз сар мегузаронанд, то қобилияти сироят кардани растаниҳои қаҳва, ки боиси дубора пайдо шудани авҷ мешаванд? Аз тадқиқотҳо нишондодҳо буданд, ки F. xylarioides генҳои гирифташуда барои баланд бардоштани қобилияти сироят кардан.
Тадқиқоти таърихии геномикӣ, ки соли 2021 нашр шудааст, ақидаро дастгирӣ кард, ки растаниҳои қаҳваи арабика ва робуста қисман тавассути интиқоли уфуқӣ аз генҳои фарқкунандаи эффекторҳо ба даст овардаанд. F. oxysporum. Генҳои эффектор молекулаҳоеро, ки дар таъсиси беморӣ иштирок мекунанд, рамзгузорӣ мекунанд. Ин генҳо дар тӯли давраи зиндагии занбӯруғҳо барои дастгирии раванди беморӣ ифода карда мешаванд.
Дар тадқиқоти охирине, ки 5 декабри соли 2024 нашр шудааст, муҳаққиқон таҳлили муқоисавии геномии 13 штаммҳои таърихии F. oxysporum то бифаҳмем, ки чӣ тавр бемории вилт, ки занбӯруғро ба вуҷуд меорад, ба растаниҳои қаҳвахонааш мутобиқ шудааст. Маълум шуд, ки F. Xylarioides чор насли алоҳида дорад: яке ба растаниҳои қаҳваи арабӣ мутобиқ карда шудааст, дигаре ба растаниҳои қаҳваи робуста мутобиқ карда шудааст ва ду насли таърихие, ки дар намудҳои қаҳва ба ҳам наздик зиндагӣ мекарданд. Ғайр аз он, ин штаммҳо генҳои муҳимро аз хешовандон ба даст овардаанд F. oxysporum, ки имкон дод, ки касалй ба амал ояд F. xylarioides ки девори хучайрахои растанихои кахваро вайрон карда, боиси бемории вилт гардад. Интиқоли генҳои уфуқии эукариот-эукариот аз F. oxysporum ба F. xylarioides ба собик имкон дод, ки ба растанихои кахва самаранок сироят кунад имкон медиҳад, ки бемории вилти қаҳва дубора пайдо шавад.
Ин фаҳмиши он, ки чӣ гуна ин беморӣ ба вуҷуд омадааст, метавонад дар танзими таҷрибаҳои кишоварзӣ ва идоракунии самараноки бемориҳои растанӣ муфид бошад.
***
АДАБИЁТ:
- Донишгоҳи Колорадо Денвер. Интиқоли генҳои уфуқӣ - дастури фаъолият. Дар https://www.ucdenver.edu/docs/librariesprovider132/a-sync_sl/genetics/upload-2/bacterial-genetics/horizontal-gene-transfer-activity-guide.pdf
- Килинг, П., Палмер, Ҷ. Интиқоли генҳои уфуқӣ дар эволютсияи эукариотӣ. Нат Рев Генет 9, 605–618 (2008). https://doi.org/10.1038/nrg2386
- Пек, ЛД ва дигарон. Геномикаи таърихӣ механизмҳои эволютсиониро пас аз хуруҷи сершумори патогени хоси қаҳва Fusarium xylarioides ошкор мекунад. BMC Genomics 22, 404 (2021). Нашр шудааст: 04 июни соли 2021. DOI: https://doi.org/10.1186/s12864-021-07700-4
- Пек ЛД ва дигарон. Интиқоли уфуқӣ байни намудҳои fungal Fusarium ба хуруҷи пайдарпайи бемории вилти қаҳва мусоидат кард. PLoS биология. Нашр шудааст: 5 декабри соли 2024. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3002480
***
