Fusarium xylarioides, lurzoruan transmititzen den onddo batek "Kafearen zimeltzearen gaixotasuna" eragiten du, kafe-laboreetan kalte handiak eragin dituena. 1920ko hamarkadan gaixotasunaren agerraldiak izan ziren egoki kudeatzen zirenak. Hala ere, gaixotasuna bere garaian berriro batu zen, laboreetan kalte handiak eragin zituzten agerraldiak eraginez. Aurretik egindako ikerketek adierazi zuten onddo-espezie kausaleak erlazionatutako espezieetatik geneak eskuratuz eboluzionatu izana. 5ko abenduaren 2024ean argitaratutako ikerketa batek baieztatu du kafe-zimeltzearen agerraldien berriro agertzea erlazionatutako Fusarium oxysporum onddo-espezietik Fusarium xylarioides espezie kausatzailera gene-transferentziaren ondorioz gertatu zela, eta horrek onddo-espezie kausaleak eboluzionatu eta egokiak eskuratzea ahalbidetu zuen. laboreak kutsatzeko ezaugarriak, agerraldiak berriro agertzea eta kafe-landareak kaltetzea eraginez.
Ingeniaritza genetikoan, gene edo DNA berria organismo baten zelulara artifizialki transferitzen da, organismo bati gaitasun berriak sartzeko plasmidoak edo eraldatutako birusak bezalako bektoreak erabiliz.
Naturan, gene-transferentzia edo informazio genetikoaren transmisioa bertikalki ugalketan gertatzen da gurasoetatik ondorengoetara belaunaldiz belaunaldi. Hau eukariotoen ezaugarri arrunta da, eta horri esker, aldakuntzak eskura ditzakete egokitzapenerako eta eboluziorako. Prokariotoetan, hala nola, bakterioetan, ordea, material genetikoak belaunaldi bereko organismoen artean horizontalki (edo albotik) transferitzen dira ugalketarik izan gabe. Honi gene transferentzia horizontala (HGT) deitzen zaio eta bakterioek gene berriak eskuratzeko aukeraketa-presio negatiboetara egokitzeko eta bizirauteko eboluzionatzeko modu bakarra da. Hau DNA ingurunetik transferitzean eta bakterioen kromosoman edo plasmidoan integratzean (eraldaketa) gerta daiteke. Geneak ere horizontalki transferi daitezke bakterio batetik bestera, bakterioen birusa edo bakteriofagoen bidez (transdukzioa), edo zelula emaile batetik zelula hartzailera geneen transferentzia horizontal zuzenaren bidez sexu pilusaren bidez (konjugazioa).
Nagusiki prokariotoetan ikusi arren, gene transferentzia horizontala eukariotoekin ere lotzen da. Endosinbiosiak bakterio-eukariotoen geneen transferentziaren bidez eboluzio eukariotoen papera izan duela jakina da. Eukarioto-eukarioto geneen transferentziaren hainbat kasu dokumentatu dira.
Gene transferentzia horizontalaren fenomenoa esanguratsua da, eboluzioan laguntzen baitu. Esaterako, hau osasun publikoko arazo garrantzitsu bat den bakterio antibiotikoekiko/droga anitzeko erresistenteak garatzeaz arduratzen da. Nekazaritzan, erlazionatutako onddo-espezieen arteko gene transferentzia horizontalaren eginkizuna aspalditik susmatzen da kafe-zimelaren gaixotasuna berriro agertzean.
Kafearen zimelaren gaixotasuna
Kafea labore komertzial garrantzitsua da. Bere merkatu globalaren tamaina 223 milioi dolar ingurukoa dela kalkulatzen da. Kafe landarea Coffea generokoa da. Espezie asko ditu, baina Arabica eta Robusta espezieak dira ezagunenak munduko ekoizpenaren gehiengoa. Coffea arabica munduko kafe ekoizpenaren %60-80 hartzen du, berriz Coffea canephora (Coffea robusta izenez ezaguna) %20-40 inguru hartzen du.
Kafearen zimelaren gaixotasuna lurzoruan transmititutako onddo batek eragiten du Fusarium xylarioides laborearen sustraietatik sartzen dena, xilema kolonizatzeko zelula hormak elikagaiak lortzeko. Ura hartzea blokeatzen du, landareak zimeltzea eraginez. Erlazionatutako onddoa Fusarium oxysporum halaber, lurzoruan transmititutako patogeno bat da, infestatutako lurzoruan zehar hedatzen dena eta labore askotan zimeltzeaz arduratzen dena, hala nola, Panamako gaixotasuna platanoetan, tomatearen zimeldura baskularra etab. F. oxysporum Beste landare batzuetan bizi da (adibidez, banana) kafearekin itzala egiteko, baina kafea ostalari gisa partekatzen du. F. xylarioides.
1920ko hamarkadaz geroztik, Afrikako kafe-laboreek aldian-aldian zimel-gaixotasun agerraldiak izan dituzte kafean eragin kaltegarriak izan dituztenak. ekoizpen eta nekazarien bizibidea, batez ere Etiopian eta Afrika erdialdean. 1920ko hamarkadan izandako lehen agerraldiak bide egokiak erabiliz kudeatu ziren, baina gaixotasuna 2000. urtean berriro agertu zen. Ba kausa onddoa Fusarium xylarioides 1920ko hamarkadan hasierako agerraldien ondoren bilakaera izan, kafe-landareak infektatzeko gaitasuna areagotzeko, agerraldiak berriro ager daitezen? Ikerketen zantzuak zeuden F. xylarioides eskuratutako geneak infektatzeko gaitasuna hobetzeko.
2021ean argitaratutako genomika historikoaren ikerketak onartzen zuen arabica eta robusta kafe-landareek hein batean gene efektore desberdinak eskuratzen zituztenetik transferentzia horizontalaren bidez. F. oxysporum. Gene efektoreek gaixotasunaren ezarpenean parte hartzen duten molekulak kodetzen dituzte. Gene hauek onddoen bizi-zikloan zehar adierazten dira gaixotasunaren prozesua laguntzeko.
5ko abenduaren 2024ean argitaratu berri den ikerketan, ikertzaileek 13 andui historikoren analisi genomiko konparatiboa egin zuten. F. oxysporum onddoak eragiten dituen gaixotasuna zimeltzea nola eboluzionatu zen eta bere kafe-landareetara nola moldatu zen ulertzeko. Hori aurkitu zen F. Xylarioides lau leinu ezberdin ditu: bat arabika kafe-landareetara egokitua, robusta kafe-landareetara egokitua eta erlazionatutako kafe-espezieetan bizi ziren bi leinu historiko. Gainera, andui hauek erlazionatutako gene kritikoak eskuratu zituzten F. oxysporum, horrek gaitza sorrarazten zuen F. xylarioides kafe-landareen zelulen hormak apurtzeko, zimelaren gaixotasuna eragiteko. Eukarioto-Eukariotoaren gene transferentzia horizontala F. oxysporum to F. xylarioides lehenari kafe-landareak eraginkortasunez kutsatzeko aukera eman zion Kafearen zimelaren gaixotasuna berriro agertzea posible eginez.
Gaixotasuna nola sortzen den ulertze hori lagungarria izan daiteke nekazaritza-praktikak doitzeko eta landareen gaixotasunak modu eraginkorragoan kudeatzeko.
***
References:
- Colorado Denverreko Unibertsitatea. Geneen transferentzia horizontala – jarduera-gida. Hemen eskuragarri https://www.ucdenver.edu/docs/librariesprovider132/a-sync_sl/genetics/upload-2/bacterial-genetics/horizontal-gene-transfer-activity-guide.pdf
- Keeling, P., Palmer, J. Horizontal gene transfer in eukaryotic evolution. Nat Rev Genet 9, 605–618 (2008). https://doi.org/10.1038/nrg2386
- Peck, LD, et al. Genomika historikoak Fusarium xylarioides ostalari espezifikoko kafe zimelaren patogenoaren agerraldi anitzen atzean dauden mekanismo ebolutiboak agerian uzten ditu. BMC Genomics 22, 404 (2021). Argitaratutakoa: 04eko ekainaren 2021a. DOI: https://doi.org/10.1186/s12864-021-07700-4
- Peck LD, et al. Onddoen Fusarium espezieen arteko transferentzia horizontalek kafe-zimeltzearen gaixotasunaren ondoz ondoko agerraldietan lagundu zuten. PLoS Biologia. Argitarapena: 5ko abenduaren 2024a. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3002480
***
