Forskning avslöjar evolutionär kamp mellan potatis och patogen efter den irländska svälten

StockholmForskare vid North Carolina State University har upptäckt nya detaljer om hur potatisplantor och sjukdomen som orsakade den irländska potatissvälten på 1840-talet har utvecklats över tid. Genom att studera gamla potatisblad har de funnit förändringar i plantornas gener som hjälper dem att motstå sjukdomen och förändringar i sjukdomens gener som underlättar dess förmåga att infektera plantorna.

Forskargruppen använde en specialiserad DNA-sekvenseringsmetod för att studera potatis och patogenen Phytophthora infestans. Denna metod hjälpte dem att undersöka både potatisens resistensgener och patogenens effektorgener. Detta är första gången som forskare har studerat båda genuppsättningarna tillsammans, vilket ger nya insikter i hur växten och patogenen interagerar.

Studien visar följande viktiga resultat:

• Patogenens motståndskraft mot R1-resistensgenen
• Stabiliteten hos många effektorgener i patogenen
• Tillkomst av en uppsättning kromosomer i patogenen mellan 1845 och 1954

Studien visade att FAM-1-stammen av Phytophthora infestans kunde kringgå R1-resistensgenen redan innan den användes i förädlingsarbetet med potatis. Detta tyder på att patogenen kan ha stött på liknande resistens i vilda potatisarter. Forskningen visar att även om olika resistensgener introducerades av förädlare efter 1937, förändrades vissa av patogenens effektorgener inte. Detta kan bero på att dessa gener är viktiga eller att det inte fanns tillräckligt tryck för att förändra dem.

Läs också:

Idag · 13:58

Djur anpassar sig: Ny studie visar snabb acklimatisering

Patogenen kan öka antalet kromosomer med tiden, vilket kan göra det mer effektivt vid infektioner. Denna upptäckt ger forskare nya möjligheter att undersöka hur förändringar i kromosomer kan göra patogenen farligare.

Denna forskning kommer att stödja framtida potatisförädling genom att visa förädlare vilka gener som förblir stabila över tid. De kan nu fokusera på dessa stabila gener för att bromsa hur snabbt patogener utvecklar resistens. Att använda flera stabila resistensgener från vilda potatisväxter kan också vara en effektiv strategi.

Denna studie betonar vikten av att förstå hur patogener förändras över tid. Den visar att analyser av historiska data kan hjälpa till att lösa aktuella problem inom växtförädling. Med denna kunskap kan förädlare utveckla potatissorter som är bättre motståndskraftiga mot sjukdomar. Detta är viktigt för livsmedelssäkerheten eftersom potatis är en av världens viktigaste grödor.

Studien hjälper oss att förstå hur potatis och de sjukdomar som påverkar dem samspelar. Med denna kunskap kan framtida avelsprogram utveckla potatis som är mer motståndskraftiga mot sjukdomar. Den visar värdet av att använda både historisk och genetisk forskning för att lösa jordbruksproblem.